<<
>>

Пропорциональная вспомогательная вентиляция легких

Как было уже отмечено в главе 13, при вентиляции с поддержкой давлением (ВПД) происходит респираторная поддержка каждого инспираторного усилия больного созданием в дыхательных путях положительного давления заранее заданной величины.
Метод пропорциональной вспомогательной вентиляции легких (ПВВЛ) является по сути дальнейшим развитием и усовершенствованием метода ВПД.

В основе ПВВЛ лежит принцип постоянного соответствия величины поддерживающего давления, создаваемого респиратором в течение каждого вдоха, той работе дыхания, которую выполняет больной. В зарубежной литературе наряду с названием "proportional assist ventilation" (РА\) используются также термины "пропорциональная поддержка давлением" (proportional pressure support — PPS), "вентиляция с негативным сопротивлением" (negative impedance ventilation — NIV), "негативное сопротивление респиратора" (negative ventilator resistance — NVR) и "негативная растяжимость респиратора" (negative ventilator compliance — NYC) [Kuhlen it. et al., 2000]. Принцип ПВВЛ предложен J. M. Tyier и В. Grape в 1962 г., первое клиническое применение описано М. Younes и соавт. в 1987 г.

Попытка самостоятельного вдоха, необходимая для запуска триггера и подачи в дыхательные пути потока газовой смеси при ВПД, требует определенной работы дыхания для преодоления сопротивления (эластического, связанного со снижением растяжимости легких, и аэродинамического, связанного с возросшим бронхиальным сопротивлением и сопротивлением эндотрахеальной трубки). Иными словами, на больного падает как повышенная "эластической нагрузка" (elastic load), так и увеличенная "резистивная нагрузка".

При ВПД во время фазы вдоха в дыхательных путях создается постоянное избыточное давление, величина которого устанавливается на респираторе. Проведенные R. Kuhlen и соавт. (2000) расчеты показывают, что независимо от того, какой уровень этого давления установлен, возможны три ситуации:

1) при небольших дыхательных объемах ВПД компенсирует эластическую нагрузку с избытком, при этом в легких создается излишнее давление;

2) при средних объемах эластическая нагрузка адекватно и полностью компенсируется поддерживающим давлением;

3) при более высоких объемах ВПД недостаточно компенсирует эластическую нагрузку.

Следует также отметить, что сила инспираторной попытки, запускающая триггер аппарата, и объем вдохов сильно варьируют.
Таким образом, достичь адекватной "эластической разгрузки" можно с помощью поддержки давлением, которое менялось бы вместе с изменениями объема: "чем больше объем, тем больше поддержка давлением, и чем меньше объем, тем меньше поддержка". Таким образом, для получения адекватной эластической разгрузки необходимо, чтобы респиратор создавал давление, которое мгновенно увеличивается пропорционально возросшему объему и так же мгновенно снижается при слабой инспираторной попытке. Для обозначения поддержки давлением, пропорциональной объему, все большее распространение получает выражение "вспомогательная вентиляция легких с поддержкой объемом" (volume assist — YA).

При поддержке объемом микропроцессор респиратора рассчитывает не растяжимость дыхательной системы (С), а эластанс (1/С), т. е. не мл/см вод.ст., а см вод.ст./мл, и происходит расчет коэффициента пропорциональности, который показывает, на сколько см вод.ст. следует повысить поддерживающее давление, если объем легких увеличивается на 1 мл. При этом поддерживающий объем действует таким образом, что основную часть работы дыхания по преодолению эластического сопротивления берет на себя аппарат ИВЛ.

Например, если у больного растяжимость дыхательной системы снижена до 50 мл/см вод.ст. (эластанс 0,02 см вод.ст./мл), поддержка с использованием коэффициента пропорциональности 0,015 см вод.ст./мл, то создаваемое пациентом давление уменьшается в соотношении 0,015:0,02 = 0,75. Это означает, что пациент должен создавать сам только 25 % необходимой разности давлений, в то время как 75 % необходимой разности давлений обеспечиваются аппаратом ИВЛ.

Как было отмечено выше, больному при инспираторной попытке приходится преодолевать не только эластическое, но и аэродинамическое сопротивление. Резистанс (аэродинамическое сопротивление) респираторной системы можно определить как отношение разности давлений между ртом и альвеолами к потоку газа (P/V или см вод.ст,/млхс"')1. Следовательно, для поддержания той же самой величины потока газа при повышенном резистансе необходимо большее давление.
При ВПД и постоянной величине поддерживающего давления на вдохе едва ли возможно, по аналогии с эластической разгрузкой, достичь адекватной "резистивной разгрузки". В зависимости от мгновенного значения величины газового потока заранее установленная величина давления поддержки будет или чрезмерно компенсировать общую резистивную нагрузку (чрезмерный поток), компенсировать адекватно или недостаточно.

По аналогии с ситуацией, которая имеет место при сниженной растяжимости, адекватная "резистивная разгрузка" требует поддержки давлением, которая увеличивается пропорционально газовому потоку и тем самым компенсирует повышение резистанса.

Соответствующий коэффициент пропорциональности, который необходимо установить на респираторе, обозначается как вспомогательный поток ("flow assist" — FA), целью которого является компенсация повышения резистанса — "резистивная разгрузка". По сути вспомогательный поток является коэффициентом пропорциональности, который показывает, на сколько см вод.ст. нужно повысить давление поддержки, если газовый поток увеличивается на 1 мл/с. При этом вспомогательный поток действует так, что часть работы дыхания по преодолению аэродинамического сопротивления респиратор берет на себя.

?

Режим пропорциональной вспомогательной вентиляции легких



Рис. 14.1.

Режим пропорциональной вспомогательной вентиляции легких

. Теоретические кривые давления в пищеводе (Рes) и дыхательных путях (Рaw).

Если, например, больному с резистансом 5 см вод.ст./мдхс проводят поддержку с помощью вспомогательного потока, равного 4 см вод.ст./млхс то от самого пациента требуется создать на Д меньшее давление, чем без поддержки, и работа дыхания составляет лишь 20 %, остальные 80 % берет на себя респиратор.

Как правило, при дыхательной недостаточности увеличение сопротивления дыханию происходит не в результате изолированного повышения только эластанса или только резистанса, а в связи с сочетанием обоих факторов.
В соответствии с этим вспомогательная вентиляция должна компенсировать суммарное повышение эластанса и резистанса путем сочетания поддержки объемом и вспомогательного потока.

Принципиально новым в методе ПВВЛ является то, что поддерживающее давление изменяется в течение одного вдоха, а не так, как при ВПД, когда каждый самостоятельный вдох поддерживается одной и той же величиной предварительно заданного давления. При ПВВЛ величина поддержки давлением постоянно, в течение каждого вдоха, приводится в соответствие с вентиляционными возможностями больного и поддерживает вентиляцию пропорционально его дыхательным усилиям. В отличие от других методов при ПВВЛ устанавливается соотношение между поддержкой давлением и усилием, которые затрачивает пациент при вдохе. При незначительном, среднем и большом инспираторных усилиях пациент получает соответственно незначительную, среднюю и большую поддержку давлением (рис. 14.1). Имеется также возможность устанавливать степень поддержки отдельно для эластического и аэродинамического сопротивлений, т. е. осуществлять респираторную поддержку в зависимости от основного патологического процесса в легких: больных с повышенным сопротивлением дыхательных путей при хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) — в основном с помощью поддержки, пропорциональной по потоку, а пациентов со сниженной растяжимостью (ОРДС) — в основном с помощью поддержки, пропорциональной по объему.

Показано, что на возрастание вентиляционной потребности при ПВВЛ пациенты преимущественно отвечают увеличением дыхательного объема, в то время как при ВПД с постоянной поддержкой каждого вдоха они реагируют не повышением VT, а увеличением частоты дыхания [Ranieri V. М. et al., 1997]. В условиях ВПД это ведет к росту внутреннего ПДКВ и при этом к увеличению работы дыхания и уменьшению комфорта для пациента по сравнению с ПВВЛ [Wtigge Н. et al., 1999].

Следует подчеркнуть, что принцип пропорциональности, на котором основан метод ПВВЛ, может быть реализован и при других методах вспомогательной вентиляции легких, например при двухфазной вентиляции (см.
главу 9) или перемежающейся принудительной вентиляции легких (см. главу 15).

Преимущества ПВВЛ

При использовании метода ПВВЛ степень разгрузки от воздействия резистивного и эластического сопротивлений может быть выбрана в пределах от ~ 100 до 0 % путем предварительной установки коэффициентов пропорциональности YA (в случае поддержки давлением, пропорциональной объему) и FA (в случае поддержки давлением, пропорциональной потоку). Эти коэффициенты должны быть подобраны индивидуально.

При ПВВЛ не требуется, чтобы больной приспосабливался к параметрам работы респиратора, наоборот, аппарат автоматически адаптируется к паттернам дыхания пациента. Следовательно, не происходит, как это нередко случается в начале проведения ВВЛ, несогласованности между усилиями пациента при вдохе и поддержкой респиратором [Ranieri V. М. et al., 1997; Giannouli Е. et al., 1999].

В условиях перемежающейся принудительной вентиляции легких (ППВЛ) включение режима пропорциональной поддержки приводит к значительному снижению давления в дыхательных путях во время аппаратного вдоха при той же величине дыхательного объема [Haberthur С. et al., 1998].

Реагируя на усиление инспираторной попытки увеличением потока, респиратор обеспечивает большую начальную скорость поступления газа в трахею в начале фазы вдоха, что улучшает адаптацию пациента к данному режиму. Если попытка слабая, большая скорость не нужна, она будет восприниматься больным как неприятный пневматический толчок.

При использовании метода ПВВЛ активность мышц вдоха сохраняется во время всей инспираторной фазы [Mitrouska J. et al, 1999]. Но при этом соотношение работы дыхания и результирующей вентиляции легких остается постоянным, в то время как при других триггерных методах ВВЛ оно повышается, т. е. больные в большей степени должны увеличивать работу дыхания, чтобы обеспечить адекватную альвеолярную вентиляцию.

Недостатки ПВВЛ

Для применения метода ПВВЛ необходимо измерение величин эластанса и резистанса для данного момента времени.
К сожалению, если измерение растяжимости и резистанса в процессе управляемой ИВЛ автоматически осуществляется современными респираторами, соответствующие методы анализа биомеханики дыхания у больных с сохраненным самостоятельным дыханием находятся лишь в стадии разработки. Однако эмпирический подход к установке коэффициентов пропорциональности может привести к излишней компенсации. При поддержке пропорциональной объему, чрезмерная компенсация наступает в том случае, если поддержка давлением в конце вдоха больше, чем противодействующие эластические силы дыхательной системы. В этих условиях инспираторный поток не прекращается, и давление в дыхательных путях продолжает нарастать, хотя дыхательный центр больного перестает подавать инспираторный стимул. Прогрессирующая перегрузка объемом (так называемое "убегание") сохраняется до тех пор, пока или сам пациент с помощью мощного вьщоха не разорвет порочный круг, или пока давление в дыхательных путях не достигнет верхнего перегиба кривой объем—давление, что ограничит объемную перегрузку. "Убегание" можно сравнительно просто предотвратить с помощью ограничения максимального объема.

Чрезмерная компенсация при поддержке давлением, пропорциональной потоку, принципиально отличается от излишней компенсации при поддержке, пропорциональной объему. При поддержке, пропорциональной потоку, не может возникнуть перегрузки объемом в принципе, так как в конце вдоха поток всегда становится равным 0 и, следовательно, произведение FAxV также будет равно 0, хотя на практике из-за неидеальной функции респиратора может произойти незначительная объемная перегрузка. Гораздо неприятнее осцилляции потока или давления, которые возникают в случае чрезмерной компенсации при поддержке, пропорциональной потоку. Они являются следствием явления резонанса, которое наблюдается в колебательных системах, если исчезает демпфирующая резистивная компонента. Если при поддержке, пропорциональной потоку, излишняя компенсация уже имеется, амплитуда осцилляции еще более увеличивается, что в конце концов приводит к высокочастотной осцилляторной вентиляции с полным подавлением любой самопроизвольной дыхательной активности [Schuize A. et al., 1993].

Появление утечки в контуре респиратора ведет к снижению потока, однако алгоритм регулировки ПВВЛ не распознает этот дефект и пропорционально усиливает поддержку. Это может привести к гипервентиляции больного и появлению эффекта "убегания" (см. выше). Однако если ограничить максимальный объем вдоха (например, не более 1500 мл), можно свести к минимуму возможные отрицательные последствия.

Не следует забывать, что применение ПВВЛ возможно только при наличии у больного нормальной центральной регуляции дыхания с достаточно выраженными инспираторными попытками. Впрочем, это можно отнести ко всем методам ВВЛ. У пациентов с периодическим ритмом (например, дыханием Чейна— Стокса), эти нарушения дыхания могут быть усилены применением пропорциональной поддержки давлением [HaberthurC. etal., 1998; Meza S. et al., 1998]. Например, применение ПВВЛ может привести к удлинению фазы апноэ при дыхании Чейна—Стокса и одновременно к усилению фазы гиперпноэ.

Все эти недостатки, так же как и необходимость пока еще вручную подбирать коэффициент пропорциональности, в значительной мере ограничивают применение метода ПВВЛ.

"Объемная поддержка "

Помимо описанного выше режима ВВЛ, основанного на поддержке самостоятельных попыток вдоха давлением, пропорциональным функции инспираторных мышц по принципу "чем сильнее инспираторная попытка, тем выше поток и давление, и чем она слабее, тем меньше поток и ниже давление", в литературе описан еще один метод ВВЛ, в котором использован принцип обратной пропорциональности: "чем сильнее попытка, тем ниже уровень давления в дыхательных путях, и чем слабее попытка, тем больше поддержка" (рис. 14.2). Этот режим получил название (на наш взгляд — неудачное) "объемная поддержка" (Volume support). Если при ПВВЛ происходит поддержка каждого самостоятельного вдоха, основная задача объемной поддержки — обеспечение заданной минутной вентиляции, одновременно гарантируется и минимальный дыхательный объем [Marini J. J., Wheeler A. P., 1997]. Но при снижении частоты самостоятельного дыхания дыхательный объем автоматически увеличивается с ограничением до 150 % от заданной величины.

Режим объемной вспомогательной вентиляции легких



Рис. 14.2.

Режим объемной вспомогательной вентиляции легких

. Теоретические кривые давления в пищеводе (Рes) и дыхательных путях (Paw)

В режиме объемной поддержки, несомненно, есть определенная логика. Действительно, если больной способен на мощную инспираторную попытку, он обеспечит и достаточный дыхательный объем и нет необходимости в значительном повышении давления в дыхательных путях. Если же попытка слабая, она нуждается в существенной поддержке.

Рассуждая теоретически, даже при слабой инспираторной попытке необходима высокая начальная скорость потока, подаваемая респиратором в дыхательные пути, иначе дыхательный комфорт не будет достигнут. Это тем более справедливо при мощной попытке. Следовательно, скорость потока в начале инспираторной фазы должна быстро возрастать и так же быстро снижаться в течение середины вдоха, но не до 0, а становиться медленно снижающейся к концу инспираторной фазы.

Однако в доступной нам литературе мы не нашли сообщений о серьезном опыте применения объемной поддержки в клинике.

<< | >>
Источник: Кассиль В.Л., Выжигина М.А., Лескин Г.С.. Искусственная и вспомогательная вентиляция легких. 2004

Еще по теме Пропорциональная вспомогательная вентиляция легких:

  1. ХРОНИЧЕСКИЙ БРОНХИТ, ЭМФИЗЕМА ЛЕГКИХ И БРОНХООБСТРУКТИВНЫЙ СИНДРОМ
  2. ВСПОМОГАТЕЛЬНАЯ ИВЛ
  3. РЕЖИМЫ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ
  4. Список сокращений
  5. Общие и частные задачи искусственной и вспомогательной вентиляции легких
  6. Особенности патофизиологии вспомогательной вентиляции легких
  7. Заменять или поддерживать? (искусственная или вспомогательная вентиляция легких)
  8. Вспомогательная вентиляция легких с поддержкой давлением
  9. Пропорциональная вспомогательная вентиляция легких
  10. Вспомогательная вентиляция легких при ОРДС
  11. Респираторная поддержка при астматическом состоянии
  12. Респираторная поддержка при обострении хронической дыхательной недостаточности