Интерпретация петель спирометрии давление-объем и поток – объем
Для
обозначения этих петель в литературе
используются следующие обозначения:
PV-loop
(Pressure-Volume
Loop)
– Петля давление-объем
(PV-петля).
FV-loop
(Flow-Volume Loop) – Петля
поток-объем
(FV-петля).
Вдох начинается
с РЕЕР, установленного на горизонтальной
оси далее давление увеличивается, пока
не закончится время вдоха. Снижение
объема и давления происходит в течение
выдоха, пока дыхательный объем
не
достигнет нуля, показывающего завершение
цикла.
Во
время управляемой вентиляции PV-петля
имеет направление против часовой
стрелки, а при спонтанном дыхании – по
часовой стрелке!
Изменения в форме
PV-петли демонстрируют различия по потоку
при вентиляции по объему по сравнению
с вентиляцией по давлению. При постоянной
форме кривой, скорость потока постоянна
в течение всего вдоха, это может
увеличивать среднее давление в дыхательных
путях.
Классическая
(статическая) PV-петля
с нижней и верхней «точками изгиба»
Взаимоотношения
объема и давления отражают эластичность
(комплайнс):
С = ∆V / ∆Р
Таким
образом, данная петля демонстрирует,
как изменяется комплайнс при увеличении
объема. На PV-петле
могут быть выделены нижняя и верхняя
точки изгиба. Ранее, при использовании
метода «супер-шприца»*для
построения PV-петли
значение измеряемого объема не
возвращалось к нулю во время выдоха по
не совсем ясным до сих пор причинам.
Однако ошибки при измерении и потребление
кислорода во время измерения тоже играли
значительную роль.
В нижней части
петли рост давления преобладает над
ростом объема, но как только преодолевается
т.н. давление раскрытия легких (нижняя
точка изгиба), взаимоотношение давления
и объема приобретает линейный характер
(отрезок В). Если легкое в процессе
раздувания достигает предела своей
эластичности, рост давления вновь
преобладает над ростом объема (верхняя
точка изгиба, отрезок С). Общепринятым
является мнение, что вентиляцию следует
проводить в области линейного изменения
комплайнса (В). В противном случае
ситуация может стать опасной в связи с
повторными коллабированиями и раскрытиями
отдельных участков легких. Нижняя точка
изгиба может быть преодолена путем
установки РЕЕР. Дыхательный объем (при
IPPV,
SIMV)
или инспираторное давление (при PCV)
должны выбираться таким образом, чтобы
верхняя точка изгиба
не была превышена.
На рисунке изображена статическая
PV-петля,
построенная при помощи метода
«супер-шприца». Таким образом, PV-петля
может быть информативной при индивидуальном
подборе параметров вентиляции.
Динамическая
PV-петля
при вентиляции по объему.
PV-петля,
которая регистрируется во время
вентиляции, не соответствует правилам
построения классической кривой – во
время отдельных измерений поток
дыхательного газа не равен нулю.
Поток дыхательного
газа генерирует дополнительный градиент
давления из-за сопротивления трубок,
дыхательных путей и т.д.
По этим причинам
петля давление-объем не дает точной
картины изменения комплайнса. Чем больше
инспираторный поток дыхательного газа,
тем больше градиент давления и, таким
образом, степень погрешности.
Как только вентилятор
открывает клапан выдоха, давление падает
либо до уровня атмосферного, либо до
уровня РЕЕР. При этом давление, отражаемое
петлей давление-объем, также быстро
падает до выше указанных значений.
Анализируя PV-петли
при управляемой вентиляции, можно
сказать, что чем медленнее заполняются
легкие (чем меньше инспираторный поток),
тем лучше восходящая часть петли отражает
изменение комплайнса.
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ
PV-ПЕТЕЛЬ
ПРИ ВЕНТИЛЯЦИИ ПО «ОБЪЕМУ».
а)
Вентиляция, контролируемая по объему
при постоянном потоке
(рис).
При
вдохе легкие наполняются заранее
установленным постоянным потоком газа,
во время этого процесса давление в
дыхательной системе постепенно
возрастает. Давление в легких возрастает
в той же степени и к концу вдоха достигает
того же значения, что и давление в
дыхательной системе (давление плато).
Во время выдоха клапан вентилятора
открывается достаточно широко, чтобы
обеспечить выдох и поддержать уровень
РЕЕР. Благодаря разнице давлений, которая
в данном случае носит обратный характер
(давление в легких выше, чем РЕЕР),
дыхательный газ выходит из легких и
объем легких медленно уменьшается.
Поэтому во время управляемой вентиляции
PV-петля
имеет
направление
против часовой стрелки.
Вентиляция,
контролируемая по объему при постоянном
потоке
б) PV-петля
при вентиляции по «давлению».
Даже во время
проведения вентиляции, управляемой по
давлению,
PV-петля
направлена против часовой стрелки.
Давление в дыхательной системе
поддерживается вентилятором на постоянном
уровне в течение всей фазы вдоха, что
придает PV-петле во время вентиляции,
контролируемой по давлению, форму,
напоминающую ящик (или квадрат) (рис.).
На основании этой
петли не могут быть сделаны какие-либо
предположения об изменении легочного
комплайнса. Однако, когда поток газа
равен нулю (в конце вдоха), кривизна
линии между началом вдоха (А) и концом
вдоха (В) может отражать динамику
комплайнса (рис.5.27.). При этом предполагается,
что поток равен нулю, как в конце вдоха,
так и в конце выдоха.
рис.. PV-петля
при вентиляции по «давлению»
PV
– петля при изменениях комплайнса.
При снижении
комплайнса (легкое становится менее
эластичным), если установки вентилятора
остаются прежними, PV-петля при
вентиляции с контролем по объему
становится все более плоской (рис.).
Т.е. изменения кривизны инспираторной
ветви петли пропорциональны изменениям
легочного комплайнса.
рис. PV
– петля при изменениях комплайнса
PV
– петля при изменениях сопротивления.
Если
сопротивление во время вентиляции с
постоянным потоком изменяется, кривизна
правой ветви петли не изменяется, но
изменяется ее положение
(рис.).
рис. PV
– петля при изменениях сопротивления
Изменения
PV-петли, отражающие перераздутие легких.
Если
во время вентиляции с постоянным
потоком петля становится более плоской
в верхней части инспираторной ветви,
это свидетельствует о перенаполнении
(перерастяжении) определенных отделов
легких (рис.) и появляется верхняя точка
изгиба, свидетельствующая о перераздутии
легких.
рис.
Изменения
PV-петли, отражающие перераздутие легких
Характеристики дыхательного цикла при ивл с контролем по объему
Vt — дыхательный объем,
соответствует площади, ограниченной
кривой, отражающей изменения потока во
времени (заштрихованная часть).
F — максимальная величина
инспираторного потока.
Т — максимальная продолжительность
дыхательного цикла.
tip — длительность
инспираторной паузы.
те — длительность выдоха.
рреер — повышенное давление в конце
выдоха (ПДКВ).
рреак — пиковое инспираторное
давление.
pplato — инспираторное
давление плато.
стижения равновесия давлений в альвеолах
и контуре вентиляции требуется
инспираторная пауза не менее 0,5 с.
Пиковое инспираторное давление (рреак)
представляет собой максимальное давление
во время вдоха. При условии отсутствия
спонтанного дыхания оно является
производным инспираторного потока (F),
дыхательного объема (VI),
статической растяжимости (С) и
сопротивления (R)
респираторной системы.
Рреак = Vt/C + RF
Для обеспечения безопасности вентиляции
пиковое давление не должно превышать
35-40 см. вод. ст. Уменьшить пиковое давление
при ИВЛ с контролем по объему можно
за счет снижения пикового потока, и
выбора замедляющейся формы кривой
инспираторного потока, как видно из
данных, приведенных на Рис.1.
Давление плато, или давление в конце
инспираторной паузы, соответствует
альвеолярному, если длительность
инспираторной паузы достаточна для
достижения равновесия. Альвеолярное
давление представляет собой производное
дыхательного объема (Vt)
и статической растяжимости респираторной
системы (С).
Параметры вентиляции подбираются таким
образом, чтобы давление плато не
превышало 30 см. вод. ст. В противном
случае необходимо уменьшение дыхательного
объема. Важным практическим моментом
при измерении давления плато является
исключение авто-ПДКВ. Т. е. кривая потока
к моменту окончания выдоха должна
достигнуть нулевого значения.
ИВЛ с контролем по объему может с успехом
использоваться как у больных с
нарушением вентиляции, так и у больных
с гипоксемической дыхательной
недостаточностью. Правильный выбор
параметров даже при частично сохранном
спонтанном дыхании позволяет обеспечить
ИВЛ с минимальными энергетическими
затратами. При этом всегда следует
учитывать опасность гипервентиляции
и развития выраженного дыхательного
алкалоза. Вентиляция с контролем по
объему не предусматривает возможности
частичной респираторной поддержки
и используется только у больных не
готовых к переводу на спонтанное
дыхание.
Преимущества вентиляции с контролем
по объему:
Гарантированная доставка заданного
дыхательного объема и обеспечение
минутной вентиляции независимо от
показателей респираторной механики.
Возможность полной респираторной
поддержки при минимальных энергетических
затратах.
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.
Вентиляция с ограничением давления
на вдохе____________
Режим вентиляции с ограничением давления
на вдохе в англоязычной литературе
обозначается аббревиатурой (PLVoT
Pressure Limited
Ventilation), занимает
промежуточное положение между объемной
вентиляцией и вентиляцией с контролем
по давлению. Существенным недостатком
объемно-ориентированной вентиляции
является то, что гарантировать доставку
заданного дыхательного объема можно
только при условии герметичности
дыхательного контура и респираторной
системы в целом. Существует значительная
группа пациентов, у которых обеспечить
это условие не представляется возможным.
Это дети младше 8 лет, у которых для
предупреждения подсвязочного
ларингеального отека используются
эндотрахеальные трубки без манжеты,
больные с травмой легких, бронхоплевральными
свищами и т. д. Из-за отсутствия
герметичности реальный дыхательный
объем оказывается всегда меньше
заданного. Степень утечки может быстро
изменяться в широких пределах в
зависимости от многих факторов — положения
больного, количества мокроты, усилий
дыхательных мышц, показателей респираторной
механики. Компенсация утечки требует
значительного увеличения дыхательного
объема, что сопряжено с риском
гиперинфляции, и травмы легких. Подбор
параметров вентиляции в данных условиях
становится крайне затруднительным.
Решением этой проблемы и является
режим вентиляции с ограничением давления
на вдохе. Структура дыхательного цикла
при вентиляции в данном режиме представлена
на Рис. 2.
С технической точки зрения вентиляция
с ограничением давления на вдохе
отличается от классической объемной
вентиляции включением в дыхательный
контур клапана, открывающегося при
давлении, превышающем определенный
предел. Этот предел носит название
максимального инспираторного
давления. Все остальные установки —
дыхательный объем, пиковое значение
и форма инспираторного потока, время
вдоха аналогичны классической
объемной вентиляции.
До тех пор пока инспираторное давление
в контуре не достигает заданной величины
(рмах), структура дыхательного цикла ни
чем не отличается от обычной объемной
вентиляции. Когда давление в контуре
оказывается выше рмах, клапан открывается,
и часть инспираторного потока сбрасывается,
так чтобы давление в контуре не превышало
значения рмах. Поток поставляется в
контур вентиляции до окончания времени
вдоха Ti, которое
зависит от заданного дыхательного
объема. Часть его поступает в дыхательные
пути, часть сбрасывается. Результирующий
дыхательный объем оказывается меньше
заданного. Ин спираторный поток,
поступающий в дыхательные пути с момента
достижения максимального давления,
носит замедляющийся характер.
Обычно при инициации вентиляции с
ограниченным давлением значение рмах
устанавливается приблизительно на 3
см. вод. ст. выше давления плато. Дыхательный
объем — на 20% больше расчетной величины
для данного больного. В случае
значительной утечки может потребоваться
увеличение дыхательного объема до
2 литров и более.
Существенным моментом является то, что
данный режим вентиляции не
Структура дыхательного цикла при
вентиляции с ограничением давления
рмах — максимальное инспираторное
давление
Vi — и Vz
различные значения дыхательного объема
Ti — время вдоха
F — инспираторный поток
гарантирует доставки заданного
дыхательного объема и минутной
вентиляции, и для предупреждения
возможной гиповентиляции требуется
постоянный мониторинг выдыхаемого
объема.
Преимущества вентиляции с ограничением
давления:
Обеспечение вентиляции при отсутствии
герметичности в контуре вентиляции.
Снижение риска травмы легких благодаря
ограничению максимального давления.
Сложность в управлении.
Необходимость постоянного мониторинга
дыхательного объема и минутной
вентиляции.
Вентиляция с контролем по
давлению_________________
Вентиляция с контролем по давлению в
англоязычной литературе обычно
обозначается аббревиатурой PC
или PCV (от Pressure
Controlled Ventilation).
Для иллюстрации ее принципов удобно
воспользоваться следующей механической
моделью. Представьте себе аппарат для
искусственной вентиляции легких,
построенный на базе меха с пневматическим
приводом (мех в колбе). Пока рабочее
давление в колбе значительно превосходит
инспираторное давление в дыхательных
путях больного, количество газа,
поступающего в легкие, зависит только
от конечного объема меха, и это объемный
режим вентиляции. При использовании
рабочего давления сопоставимого с
инспираторным давлением характер
вентиляции принципиально изменяется
(Рис. 3). Поток во время вдоха определяется
разницей между рабочим давлением в
колбе аппарата и давлением в дыхательных
путях больного. По мере увеличения
альвеолярного объема, давление в
дыхательных путях растет, скорость
потока снижается. В момент, когда
достигается равновесие давлений, поток
останавливается. Таким образом, управление
скоростью потока и результирующим
дыхательным объемом осуществляется
величиной рабочего давления в колбе.
Это давление соответствует конечному
инспираторному давлению в дыхательных
путях больного (Pi).
Максимальная скорость потока и
дыхательный объем не лимитируются.
Поток всегда носит замедляющийся
характер и зависит от инспираторных
усилий больного. Чем больше разность
давлений, тем выше скорость потока и
дыхательный объем.
В аппаратах, построенных на основе
непосредственного управления потоком
в дыхательном контуре, такой режим
вентиляции осуществляется путем
включения обратной связи. С помощью
системы датчиков аппарат постоянно
контролирует величину давления и поток
в контуре вентиляции. За счет интерактивной
работы сервопривода клапана вдоха поток
изменяется пропорционально разнице
между заданным инспираторным давлением
и давлением в контуре вентиляции.
Максимальное значение потока лимитируется
только техническими возможностями
аппарата и составляет порядка 120-180
л/мин. Чем большие ин-спираторные усилия
прилагаются больным, тем выше градиент
давлений, соответственно — поток и
дыхательный объем. Давление в контуре
вентиляции поддерживается в течение
заданного времени вдоха (Ti).
Промежуток с момента остановки
инспираторного потока до окончания
фазы вдоха соответствует инспираторной
паузе (Tip). В случае, когда
длительность вдоха недостаточна для
полного заполнения легких при данном
давлении, инспираторный поток не
достигает нулевого значения. Об этом
свидетельствует излом на кривой потока
(на Рис. 3 обозначен стрелкой). При
отсутствии герметичности контура
чтобы удержать заданное давление,
аппарат будет поддерживать поток на
протяжении всего времени вдоха. Если
утечка достаточно велика, поток
приобретает постоянный характер. Таким
образом, при вентиляции с контролем по
давлению возможно обеспечение ИВЛ даже
на фоне значительной утечки. Это
делает вентиляцию с контролем по давлению
методом выбора в тех случаях, когда
невозможно достичь герметичности
контура вентиляции (например, у детей
и у больных с бронхиальными свищами).
Управление вентиляцией осуществляется
с помощью следующих параметров:
инспираторное давление, длительность
вдоха, частота дыхания.
Инспираторное давление соответствует
пиковому давлению, поскольку последнее
легче измерять. Обычно у взрослых
стартовое значение инспираторного
давления устанавливается на уровне 20
см. вод. ст., затем подбирается таким
образом, чтобы обеспечить доставку
дыхательного объема из расчета 6-8 мл/кг.
Начиная с больших значений и постепенно
снижая. Такой подход способствует
лучшему расправлению дыхательных путей
и нормализации соотношения вентиляции
и перфузии в легочной ткани. Чтобы
предупредить травму легких максимальное
значение инспираторного давления не
должно превышать 35 см вод ст. Излом
инспираторной кривой потока, как показано
на Рис.3, свидетельствует о том, что
максимальный дыхательный объем при
данном инспираторном давлении не
достигнут. В таком случае увеличить
объем можно за счет удлинения фазы
вдоха. При сохранном спонтанном дыхании
изменение инспираторного давления
позволяют регулировать степень
респираторной поддержки. Как уже
упоминалось ранее, работа дыхания
представляет собой произведение
дыхательного объема и градиента
давлений. В данной ситуации степень
респираторной поддержки или доля работы
по доставке дыхательного объема,
выполняемая аппаратом ИВЛ будет
пропорциональна соотношению заданного
инспираторного давления и давления
создаваемого дыхательными мышцами
больного. При нормальных показателях
респираторной механики 100 % уровень
респираторной поддержки соответствует
инспираторному давлению порядка 15 см.
вод ст.
Длительность вдоха в режиме PCV
задается непосредственно. В качестве
стартовой величины у взрослого
устанавливается на уровне около 1
секунды. Зависит от размеров легких.
Ориентировочные значения стартовых
длительности в доха и инспираторного
давления в зависимости от идеального
веса больного представлены таблице 2.
Соседние файлы в папке Лекции по мед приборам
Дыхательный мониторинг
При
изменении комплайанса давление плато
и пиковое давление
изменяются на одну и ту же величину —
∆р.
омплайнс
увеличивается – давление плато и пиковое
давление снижаются. Комплайнс уменьшается
– давление плато и пиковое давление
возрастают.
Изменения
сопротивления дыхательных путей на
вдохе.
Когда
сопротивление дыхательных путей на
вдохе изменяется, то пиковое давление
(PIP)
изменяется, а давление плато остается
прежним. Сопротивление возрастает –
пиковое давление возрастает. Сопротивление
падает – пиковое давление падает.
Во время вдоха
вентилятора пациент может попытаться
вдохнуть спонтанно, т.е. «бороться» с
вентилятором. Сокращение времени вдоха,
или, что даже лучше, выбор режима
вентиляции, позволяющего пациенту
дышать спонтанно даже во время
принудительного дыхания, вот те опции,
о которых необходимо подумать врачу.
при
недостаточном (слишком коротком) времени
выдоха. Если поток не возвращается к
нулю во время выдоха, время выдоха
недостаточно для полного выдоха. Это
означает наличие т.н. внутреннего ПДКВ
(auto-РЕЕР). Это вызывает
повышение давления в легких при режимах,
управляемых по объему.
при
увеличенном сопротивлении на выдохе.
Более
пологая кривая экспираторного потока
обозначает увеличение сопротивления
на выдохе, что может быть обусловлено
частичной или полной блокадой фильтра
на выдохе в результате работы ингалятора.
Это может привести к существенному
увеличению времени выдоха и смещению
уровня РЕЕР от установленного значения.
Принудительная вентиляция легких
Основные области применения:
Начальные установки объемной
принудительной ИВЛ:
В ряде вентиляторов различных
производителей для обозначения этого
режима применяются другие названия:
(S)IPPV — вентиляция с перемежающимся
положительным давлением, А/С —
ассистируемо-контролируемая вентиляция,
VCV — объемно-контролируемая вентиляция
и т. д. Буква S, стоящая в скобках, обозначает
возможность синхронизации принудительной
объемной вентиляции с самостоятельной
попыткой вдоха больного.
Сам механизм наглядно представлен на
графике динамики давления и потока в
дыхательных путях (рис. 1.).
Рис.1. Графики давления и потока
в дыхательных путях при режиме с контролем
по объёму.
На графике видно, что в начале вдоха
давление растет очень быстро (отрезок
АВ), что связано с необходимостью для
аппарата преодолеть начальное
инспираторное сопротивление дыхательных
путей Rinsp. Далее давление в дыхательных
путях Paw растет относительно постепенно
(отрезок ВС) и достигает своего максимума
после окончания подачи заданного
дыхательного объема. Этому соответствует
пиковое давление в дыхательных путях
— Рреак. Здесь принудительный поток
прекращается, но клапаны вдоха и выдоха
остаются в закрытом состоянии — наступает
инспираторная пауза. В течение этой
паузы поступивший объем распределяется
по более мелким дыхательным путям (фаза
газораспределения), при этом давление
снижается и стабилизируется (отрезок
CD) — это давление плато Pplat, которое, как
считается, хорошо коррелирует с давлением
в бронхиолах и альвеолах. Разница между
Рреак и Pplat зависит от инспираторного
сопротивления дыхательных путей Rinsp:
чем больше Rinsp, тем больше градиент
Рреак— Pplat. Величина Pplat соответствует
т. н. «эластическому» давлению и тесно
связана со статической податливостью
легочной ткани Cst (чем ниже Cst, тем выше
Pplat). Регулярное определение податливости
имеет большое значение для контроля
состояния легких в процессе интенсивной
терапии.
После окончания заданного времени
инспираторной паузы экспираторный
клапан открывается (точка D) и наступает
пассивный выдох. В начале выдоха
экспираторный поток Vexp быстро достигает
своего максимума, а затем постепенно
снижается до нулевой отметки. Давление
в дыхательных путях снижается до уровня
установленного ПДКВ (PEEP) — положительного
давления в конце выдоха.
Подаваемый вентилятором дыхательный
объем не является стабильной величиной.
Реальная величина поданного объема
зависит от эластичности дыхательного
контура, податливости легких пациента
и степени сжимаемости газа в контуре
(чем больше пиковое давление в контуре,
тем больше «сжимается» подаваемый
объем). Уровень воды в увлажнителе также
влияет на степень сжатия смеси: чем
больше камера увлажнителя и меньше
уровень воды в ней, тем в большей степени
«сжимается» подаваемый объем. Таким
образом, величина Vt весьма динамична
и меняется при изменении состояния
механики легких, дыхательных путей или
контура.
При установке величины подаваемого
дыхательного объема следует принимать
во внимание следующее: если вентилировать
больного «физиологическим» дыхательным
объемом (Vt = 8—9 мл/кг), то неизбежно
постепенное развитие ателектазирования
задне-базальных отделов легких, которые
хуже раздуваются при объемной ИВЛ,
особенно в положении пациента на спине.
Для того чтобы лучше поддерживать
адекватное вентиляционно-перфузионное
соотношение, рекомендуют использовать
объемы на уровне 9— 11 мл/кг. С другой
стороны, при ухудшении механических
свойств легких (особенно податливости)
высокие дыхательные объемы могут вызвать
значительное увеличение пикового
давления в дыхательных путях и,
следовательно, способствуют развитию
баротравмы (волюмотравмы) легких. Если
у пациентов с низкой растяжимостью
легочной ткани проводится объемная
вентиляция, то для предупреждения
бароволюмотравмы рекомендуют использовать
низкие дыхательные объемы (не более 6—7
мл/кг), даже несмотря на риск развития
альвеолярной гиповентиляции и задержки
СО2 (гиперкапнии).
Синхронизированная (ассистируемая)
принудительная вентиляция легких с
контролем по объему — (S)CMV,
(S)IPPV,
А/С — Assist/Control
Это не самостоятельный режим вентиляции,
а разновидность полностью контролируемой
вентиляции легких. Установленный
дыхательный объем принудительно подается
синхронно с попытками вдоха больного,
если они имеют место. Синхронизация
достигается за счет правильной настройки
триггерного механизма. Во-вторых, общая
частота дыханий будет зависеть не только
от настроек аппарата, но и от больного.
Если частота «схватываемых» попыток
вдохов будет больше, чем частота
принудительных вдохов, установленных
на аппарате (f), то общая
частота дыхания (f total)
будет равна числу попыток вдохов, т. е.
больше, чем установлено на вентиляторе.
Если же количество самостоятельных
попыток вдоха будет меньше, чем частота
аппаратного дыхания, то вентилятор
будет поддерживать заданную в настройках
частоту принудительной вентиляции
независимо от наличия и количества
попыток вдоха. При отсутствии, прекращении
или урежении самостоятельных попыток
вдоха аппарат продолжает работать в
обычном принудительном режиме, подавая
заданную частоту дыханий. Таким образом,
при достаточно чувствительной настройке
триггера все инспираторные попытки
больного синхронизировано сопровождаются
аппаратными вдохами (рис.2,а). Если же
попыток вдоха нет или они относительно
редкие, аппарат подает установленный
ДО с заданной частотой (рис.2,б).
Рис.2. Синхронизированная принудительная
объёмная вентиляция.
Таким образом, полная принудительная
и ассистированная принудительная
вентиляция отличаются между собой
только по возможности синхронизации с
попытками самостоятельных вдохов
пациента. Хотелось бы подчеркнуть,
что, несмотря на принцип синхронизации,
это все же именно принудительная, а не
вспомогательная вентиляция, так как
дыхательный объем и работа дыхания
почти полностью контролируется
вентилятором, а участие больного
ограничено инициацией триггера. Как не
синхронизированный (CMV), так и
синхронизированные (SCMV, SIPPV, А/С) режимы
являются способами ИВЛ, при которых
вентилятор выполняет всю или почти
всю работу по поддержанию адекватной
минутной вентиляции.
Суть режима PCV состоит в контролированном
обеспечении и поддержании заданного
инспираторного (пикового) давления в
дыхательных путях в течение всего
заданного времени вдоха (рис. 3.а.)
Рис.3.
Вентиляция с управляемым
давлением
PCV, кривые давления
(а) и
потока (б).
На практике реальный уровень контролируемого
давления оценивают по данным мониторинга
Рреак на аппарате. Важно отметить, что
режим с контролем по давлению является
циклированным по времени: аппаратный
вдох начинается через определенный
промежуток времени (который зависит от
установленной частоты дыхания) и
оканчивается через заданное время
вдоха. Непосредственная регулировка
времени вдоха Ti, в течение которого
удерживается контролируемое инспираторное
давление, является характерной чертой
PCV.
Сразу после начала вдоха аппарат создаст
достаточно мощный поток для быстрого
достижения заданного уровня давления
в контуре. Как только давление в контуре
достигает заданного уровня, поток
автоматически снижается и клапан вдоха
закрывается (точка В1, рис. 3. б). Мощный
принудительный поток из аппарата не
может мгновенно переместиться из контура
в бронхиолы и альвеолы. Таким образом,
в самом начале вдоха в режиме PCV создается
довольно значительный градиент между
давлением в дыхательном контуре и
крупных бронхах, с одной стороны, и
внутрилегочным (внутриальвеолярным)
давлением — с другой. Результатом такого
градиента является поток, направленный
из крупных бронхов в мелкие дыхательные
пути (бронхиолы) и альвеолы. Уровень
этого потока максимален в начале вдоха,
когда еще имеется существенный градиент
давлений между трахеей и бронхиолами.
Постепенно, вследствие повышения
внутрилегочного давления, градиент
давлений между контуром и легкими
уменьшается, поэтому и поток дыхательного
газа также снижается (отрезок В1—С1,
рис. 3. б). Форма инспираторной потоковой
кривой оказывается нисходящей, что
является одной из характерных особенностей
режима PCV. Как только давление в крупных
и мелких дыхательных путях уравнивается,
поток прекращается (точка С1, рис. 3.
б). Если время принудительного вдоха
еще не окончилось, наступает фаза
нулевого потока (отрезок С1— D1, рис.
3. б), в этот период поданная
воздушно-кислородная смесь продолжает
участвовать в распределении по дистальным
легочным полям и газообмене. При этом
экспираторный клапан остается закрытым,
и инспираторное давление удерживается
на заданном уровне до окончания времени
вдоха.
В отличие от объемной вентиляции, при
PCV давление в дыхательных путях в течение
вдоха не растет, так как по достижении
заданного давления принудительный
поток немедленно прекращается и далее
носит спонтанный нисходящий характер.
После окончания принудительного
времени вдоха открывается экспираторный
клапан и наступает пассивный выдох
(отрезки С—D и D1—Е1, рис. 4. а и б) до
уровня установленного внешнего РЕЕР.
Таким образом, жесткий контроль
инспираторного (пикового) давления в
течение принудительного вдоха — самая
характерная особенность режима PCV .
Рис.4. Синхронизированная вентиляция
с управляемым давлением.
Современные вентиляторы позволяют
проводить синхронизированную
(ассистированную) вентиляцию с управляемым
давлением. Если у больного сохранены
попытки спонтанного дыхания и триггер
настроен оптимально, заданные параметры
PCV (Pcontrol, Ti) будут синхронизировано
подаваться при каждой попытке вдоха
(рис. 4.а), при этом общая частота
дыхания может быть больше установленной.
Если такие попытки редки, очень слабые
или прекращаются, число вдохов PCV будет
соответствовать установленной частоте
принудительных вдохов (рис. 4, б).
Одним из явных преимуществ режима PCV
считается возможность обеспечения
стратегии защиты легких и улучшение
вентиляции наиболее пострадавших зон.
Стабильное давление поддерживается на
заданном предсказуемом уровне, значительно
снижается вероятность баротравмы и
имеется возможность сохранять Рреак в
безопасных пределах. Считается, что
сочетание стабильного инспираторного
давления в течение всего времени вдоха
и нисходящей формы инспираторного
потока обеспечивает наиболее оптимальные
условия для равномерной вентиляции
различных зон легких, пораженных в
большей и меньшей степени.
3) BIPAP — ИВЛ с двухфазным положительным
давлением в дыхательных путях (Biphasic
positive airway pressure).Синонимы: PCV+,
DuoPAP,
Bilevel,
BiVent, SPAP.
Режим BIPAP (DuoPAP, PCV+) является разновидностью
вентиляции с управляемым давлением:
как и при PCV, в течение принудительного
времени вдоха контролируется заданное
инспираторное давление, а во время
выдоха удерживается определенное РЕЕР/
СРАР.
Отличительной особенностью BIPAP является
возможность для пациента совершать
относительно свободные дыхательные
движения как во время удержания «верхнего»
инспираторного давления Pinsp (Phigh), так и
в течение аппаратного выдоха — «нижнего»
давления РЕЕР/СРАР (Plow). Ранее это
считалось невозможным, ведь в режиме с
жестким контролем по давлению (PCV) во
время принудительного вдоха оба клапана
(инспираторный и экспираторный) остаются
закрытыми. В результате при попытке
больного выдохнуть во время фазы
принудительного вдоха давление в
дыхательном контуре и дыхательных путях
резко увеличивается, так как выдох из
контура в это время невозможен, а аппарат
продолжает жестко удерживать заданное
инспираторное давление при закрытых
клапанах. Аналогичная картина имеет
место и при управляемой вентиляции с
контролем по объему.
Режим BIPAP можно представить как вентиляцию
с двумя положительными уровнями СРАР
(принцип двухфазной вентиляции): фаза
высокого давления Phigh (Pinsp) для осуществления
аппаратного принудительного вдоха и
фаза более низкого давления Plow (собственно
СРАР) для поддержания РЕЕР (ПДКВ) (рис.
5).Частота аппаратного дыхания
соответствует частоте переключения
фазы низкого положительного давления
Plow на фазу высокого давления Phigh. Время
аппаратного вдоха Ti соответствует
времени удержания фазы высокого давления
и обозначается Thigh. Время аппаратного
выдоха Те соответствует времени удержания
фазы низкого положительного давления
и обозначается T low.
Рис.5. Режим BIPAP,
график давления. (Волны) соответствуют
спонтанным попыткам
вдоха и выдоха пациента.
При использовании BIPAP самостоятельное
дыхание больного возможно в любой момент
дыхательного цикла. Если же спонтанные
попытки дыхания пациента прекращаются
или урежаются, то BIPAP практически
соответствует PCV. В большинстве
вентиляторов величину Pinsp (Phigh)
устанавливают непосредственно, напрямую,
а не суммируют с РЕЕР/ СРАР, как в режиме
PCV. При этом регулировка «нижнего»
давления СРАР (Plow) не влияет на уровень
пикового инспираторного давления.
Возможность сохранения относительно
свободных попыток спонтанного дыхания
в любую фазу дыхательного цикла
достигается в режиме BIPAP (PCV+) за счет
синхронизации работы инспираторного
и экспираторного клапанов (рис. 6).
Рис.6. Принцип двухфазной вентиляции
BIPAP (DuoPAP),
кривые давления и потока.
А — спонтанный вдох (клапан вдоха
закрыт, выдоха – открыт),
В — спонтанный вдох (дополнительный
инспираторный поток через открытый
клапан
вдоха, клапан выдоха закрыт),
С — принудительный аппаратный вдох,
D — аппаратный выдох.
При дополнительной спонтанной попытке
вдоха (точка В) открывается клапан вдоха
и через него «по требованию пациента»
подается дополнительный инспираторный
поток. Во время внеочередного выдоха
открывается экспираторный клапан. В
результате в течение верхней и нижней
фаз BIPAP происходят колебания положительного
давления в дыхательных путях, но эти
колебания несущественны. Благодаря
своевременному созданию перемежающегося
дополнительного инспираторного или
экспираторного потока средний уровень
обеих фаз давления остается на заданных
значениях Phigh (Pinsp) и Plow (РЕЕР/СРАР).
Р.S.
Положительное давление в конце выдоха
(ПДКВ, PEEP) и постоянно положительное
давление в дыхательных путях (ППДДП,
СРАР):
Методы ПДКВ (PEEP) и ППДДП (СРАР) уже давно
и прочно вошли в практику ИВЛ. Без них
невозможно представить себе проведение
эффективной респираторной поддержки
у тяжелых больных. По современной
международной терминологии общеприняты
англоязычные аббревиатуры: для ПДКВ —
PEEP (positive end-expiratory pressure), для ППДДП — СРАР
(continuous positive airway pressure). Суть PEEP заключается
в том, что в конце выдоха (после
принудительного или вспомогательного
вдоха) давление в дыхательных путях не
снижается до нулевого уровня, а остается
выше атмосферного на определенную
величину, установленную врачом (рис.7,
а).
Рис.7. PEEP и CPAP.
Функция СРАР рассчитана прежде всего
на поддержание постоянного положительного
давления в дыхательных путях во время
спонтанного дыхания пациента из контура.
Механизм СРАР более сложен и обеспечивается
не только перекрыванием экспираторного
клапана, но и автоматической регулировкой
уровня постоянного потока дыхательной
смеси в дыхательном контуре (рис.7, б).
Во время выдоха поток этот весьма невелик
(равен базовому экспираторному потоку),
величина СРАР равна PEEP и поддерживается,
в основном, за счет экспираторного
клапана. С другой стороны, чтобы удержать
заданный уровень определенного
положительного давления и во время
спонтанного вдоха (особенно в начале),
аппарат подает в контур достаточно
мощный инспираторный поток, соответствующий
инспираторным потребностям больного.
Современные вентиляторы автоматически
регулируют уровень потока, поддерживая
заданный СРАР — принцип «потока по
требованию» («Demand Flow»). При спонтанных
попытках вдоха больного давление в
контуре умеренно снижается, но остается
положительным за счет подачи инспираторного
потока со стороны аппарата. Во время
выдоха давление в дыхательных путях
вначале умеренно повышается (ведь
необходимо преодолеть сопротивление
дыхательного контура и экспираторного
клапана), затем становится равным PEEP.
Поэтому кривая давления при СРАР носит
синусоидный характер. Значимого
увеличения давления в дыхательных путях
не происходит в любой фазе дыхательного
цикла, так как во время вдоха и выдоха
экспираторный клапан остается хотя бы
частично открытым.
Исторически метод СРАР применялся ранее
в качестве вспомогательного режима при
спонтанном дыхании пациента. В настоящее
время изолированно этот метод не
используется, а является частью других
вспомогательных и принудительно-вспомогательных
режимов ИВЛ (SIMV, PSIMV, PSV и т.д.). Дело в том,
что при СРАР уровень поддерживающего
инспираторного потока практически
полностью зависит от степени
самостоятельного дыхательного усилия
больного. Чем слабее попытка вдоха, тем
меньший поток будет подаваться в контур
— спонтанное дыхание будет оставаться
частым и поверхностным, с малым дыхательным
объемом (и преимущественной вентиляцией
мертвого пространства!). К тому же СРАР,
как оказалось, далеко не полностью
покрывает работу дыхания пациента по
преодолению сопротивления контура и
эндотрахеальной трубки — в большой
степени эту работу приходится выполнять
самому больному (если он к ней готов!).
Поэтому в качестве полностью вспомогательной
вентиляции в изолированном виде для
большинства пациентов (особенно с
нестабильными и/или слабыми попытками
вдоха) режим СРАР не подходит. С другой
стороны, СРАР оказывает неоценимую
помощь в комбинации с вспомогательными
режимами МВЛ (особенно SIMV и PSIMV),
предоставляя пациенту возможность
самостоятельно дышать из контура в
промежутках между аппаратными вдохами.
Для адекватного удержания необходимого
уровня СРАР у больных с сохраненным
спонтанным дыханием необходимо следить,
чтобы величина инспираторного потока
была достаточно большой (превышающей
минутную вентиляцию больного, по крайней
мере, в 3—4 раза). Иначе при активной
инспираторной попытке давление в
дыхательных путях снизится до
отрицательного, что крайне нежелательно.
Современные вентиляторы 4-го поколения
автоматически устанавливают необходимый
уровень вспомогательного инспираторного
потока в зависимости от желательного
уровня СРАР.
