Современный подход к классификации режимов искусственной вентиляции легких

Необходимо помнить, что в уравнении движения, давление, объем и поток измерены относительно давления в конце выдоха или начальных значений и, таким образом, первоначально являются нулем. Хотя начальное значение любой из этих переменных теоретически будет контролироваться, контроль давления наиболее практичный и осуществляется обычно всеми используемыми вентиляторами.

Условные переменные

Для каждого дыхания, вентилятор создает определенную структуру контроля и фазовых переменных (рисунок 2-7). Вентилятор может сохранять этот образец (паттерн) постоянным для каждого дыхания, или может вводить другие (например, один для принудительного и один для спонтанного дыханий). В сущности, вентилятор должен решить какую структуру контроля осуществить и какие фазовые переменные использовать перед каждым дыханием, в зависимости от значения некоторых заданных условных переменных. Об условных переменных можно думать как введении условной логики в форме инструкций «если – тогда». То есть, если значение условной переменной достигает некоторого заданного порога, то некоторое действие происходит, чтобы изменить структуру вентиляции. В данном контексте давление, объем и поток в момент их измерения вентилятором являются фазовыми переменными, но они же являются условными переменными, когда их значения устанавливаются клиницистом на пользовательском интерфейсе вентилятора.

Рис.2-7. Принцип управления вентилятором. Эта модель показывает, что во время вдоха, вентилятор способен контролировать только одну переменную во времени (т.е., давление, объем или поток).

Простым примером является NPBMA 1 в режиме контроля. Каждое дыхание вызвано триггером времени, поток ограничен и объем цикличен. Триггер, предел и переменные цикла имеют заданные значения (например, триггер частоты = 20 циклов/мин, предел потока вдоха до 60 л/мин, и циклический дыхательный объем = 750 мл). Однако, каждые несколько минут будет вводиться вздох, который отличается от установленных фазовых переменных (например, триггер частоты = 2 вздоха каждые 15 минут с дыхательным объемом = 1500 мл). Как вентилятор делает это? Концептуально, мы можем говорить, что перед каждым дыханием выбирается образец, вентилятор проверяет значение некоторой условной переменной, чтобы определить, достигло ли это заданного порогового значения. Если пороговое значение достигнуто, то выбирается один образец, если нет, то другой. В случае с NPBMA-1, условной переменной было бы время: если заданный интервал времени истек (то есть, интервал вздоха), то вентилятор отключается от образца вздоха.

Другой пример, это переключение между вызванными пациентом и вызванными машиной дыханиями в режимах SIMV и MMV.

До настоящего момента термины принудительные и непосредственные использовались без объяснения. Клиницисты интуитивно понимают значения этих терминов. Но в связи с тем, что они играют центральную роль в определении и понимании режимов вентиляции, должны быть обеспечены формальные определения. Спонтанные (непосредственные) дыхания – это те, которые начаты и закончены пациентом. То есть пациент вызывает дыхание и участвует в цикле дыхания. Если вентилятор определяет начало или конец вдоха, то дыхание рассматривается как принудительное. Дыхание, вызванное триггером времени, всегда рассматривается как принудительное дыхание. Дыхание, вызванное пациентом, но при этом время или объем цикличны (то есть, пациент не играет роль в критериях цикла), также является принудительным дыханием.

Обозначение типов дыхания очень важно для понимания режимов вентилятора. Существующая система классификации требует, чтобы дыхание просто различали только как принудительное или спонтанное. Конференция экспертов (которая точно не достигла согласия) полагала, что четыре типа дыхания были необходимы для описания. Группа консенсуса [Consensusstatementontheessentialsofmechanicalventilators, 1992] добавила термины вспомогательное (assisted) дыхание и поддерживаемое (supported) дыхание. Вспомогательное дыхание это принудительное дыхание, которое вызвано пациентом. Поддерживаемое дыхание это спонтанное дыхание, которое имеет давление вдоха большее, чем начальное давление. Тем не менее, предпочтительнее думать о вспомогательном дыхании как типе принудительного дыхания и о поддерживаемом как типе спонтанного дыхания. Таблица 1-2 описывает различия между этими дыханиями.

Сравнение типов дыхания

Таблица 1-2.

Хотя два новых типа дыхания различны клинически (дыхание, вызванное триггером времени, существенно отличается от дыхания, вызванного пациентом), в техническом аспекте они не отличаются.

Рисунок 2-8 иллюстрирует эти определения в алгоритме. Обратите внимание, что если вентилятор находится в цикле дыхания по времени или объему, то дыхание рассматривается как принудительное, потому что закончено вентилятором. Однако, если вентилятор подает поток после активации вдоха пациентом, как в режиме поддержки давлением, дыхание будет рассматриваться спонтанным (поддерживаемым).

Следовательно, во время режима поддержки давлением, вентилятор пытается соответствовать дыхательному требованию пациента, и это действительно пациент заканчивает дыхание, которое считается спонтанным.

Общие характеристики для режимов вентиляции

Таким образом, режим вентиляции представляет набор характеристик дыхания (переменных контроля, фазовых переменных и условных переменных), которые являются важными для клинициста. Иногда мы должны передать только наиболее общую информацию. Иногда, характер взаимодействия пациент/вентилятор должен быть определен весьма точно. Система классификации должна обеспечивать эту гибкость. Практический способ сделать это может состоять в том, чтобы основать систему классификации на образце принудительных дыханий. При этом образец должен определять следующий минимальный набор характеристик:

1 - переменная контроля (то есть, давление, объем или двойной контроль);

2 - образец принудительных версий спонтанных дыханий (то есть, CMV, SIMV и РSV);

3 - фазовые переменные для принудительных дыханий, в частности триггер и переменные цикла;

4 – имеется ли поддержка спонтанных дыханий;

5 - условные переменные.

Наиболее подходящий путь описания режима это сформулировать переменную контроля и образец, как в управляемой по давлению перемежающейся принудительной вентиляции (PC - IMV). Это говорит нам, что и принудительные и непосредственные дыхания допустимы, и что давление предопределено для принудительных дыханий. Если необходимо большее количество деталей, мы можем сказать, что принудительные дыхания являются вызванными или пациентом или триггером времени (циклом). Следующая деталь может включать факт, что спонтанные дыхания поддерживаются давлением. Наконец, мы можем добавить, что условные переменные определяют, что непосредственные дыхательные усилия могут вызывать принудительное дыхание только в пределах специфического окна триггера, как определено установленной принудительной частотой дыхания.

Эта система может применяться и к более сложным схемам контроля вентилятора. Например, на SiemensServo 300, мы можем устанавливать режим, называемый «Поддержка Объемом». Переведя, этот способ становится «двойной управляемой непрерывной спонтанной вентиляцией». Можно добавить, что каждое дыхание вызвано триггером давления или потока, при этом давление ограничено и цикл контролируется по потоку, и что условная логика регулирует предел давления между дыханиями в попытке достичь установленного дыхательного объема.

Теперь, необходимо обратить внимание на три факта:

(1) имеется логический способ объяснить работу вентилятора и с дополнением деталей выполнить любые необходимые связи;

(2) существует большое число возможных режимов;

(3), если Вы используете в работе несколько марок вентиляторов, Вы можете заблуждаться в руководствах оператора, если не имеете хорошего общего теоретического понимания, независимого от их терминологии.

Глава 3. Режимы управления вентилятором

Согласно основным представлениям, режим – это определенная комбинация контроля (управления), стадии (фазы) и условных переменных, определяемых как для принудительного, так и спонтанного дыхания [СhatburnR. L., 1992]. Режим описывает, являются ли дыхания управляемыми объемом или давлением; принудительные дыхания или спонтанные, или их комбинация; и какие условные переменные определяют изменение в функции вентилятора. Имеются многочисленные названия для любого режима.

К сожалению, названия режимов - часто результат прихоти проектировщика или придуманы маркетинговой группой производителя. Понимание функции вентилятора для применяемого режима является критически важным для пациента. Каждый режим имеет своих верных сторонников. Вероятно, опыт и навык с определенным режимом – самые большие определяющие успеха. Но очевидно, что выбор режима должен быть основан на требованиях пациента, а не предпочтении клинициста.

Управление давлением и объемом

Как описано ранее, вентилятор способен к управлению дыханием используя любую из переменных в уравнении движения. С практической точки зрения, обычные режимы искусственной вентиляции легких управляют или давлением или объемом. Более новые режимы способны к переключению от одного к другому и называются режимами двойного контроля. Контроль давления и контроль объема – это не режимы; они указывают, какая переменная является постоянной в течение нагнетания дыхания независимо от изменений в механике внешнего дыхания. Контроль давления просто означает, что при дыхании - давление постоянно, а объем варьирует. Контроль объема означает, что при дыхании - объем постоянен, а давление переменно.

Сравнение дыханий, контролируемых по давлению и по объему

Таблица 3-1

Необходимо упомянуть практические аспекты доставки дыхания давлением и объемом. Во время контроля объема, клиницист должен установить ДО, поток вдоха или время вдоха, образец потока вдоха и частоту дыханий. Во время дыхания контролируемого по объему, ДО, поток и образец потока остаются постоянными независимо от усилия пациента или импеданса системы органов дыхания.

В течение дыхания, контролируемого давлением, клиницист должен установить пиковое давление на вдохе, время вдоха и дыхательную частоту. Во время дыхания контролируемого давлением, пиковое давление при вдохе и время вдоха остаются постоянными, но поток варьирует, в зависимости от усилия пациента и импеданса системы органов дыхания. Поток в течение дыхания контролируемого давлением всегда принимает форму замедляющейся волны. Это необходимо, чтобы установленное давление было достигнуто сразу и оставалось постоянным в течение времени вдоха. В таблице 3-1 приведены характеристики дыханий, контролируемых давлением и объемом.

3.1. Режимы

Непрерывная Принудительная Вентиляция (ContinuousMandatoryVentilation)

Описательное определение. Непрерывная принудительная вентиляция (CMV) – режим действия вентилятора, в котором все дыхания являются принудительными и поставляются вентилятором с заданными частотой (f), объемом или давлением, и временем вдоха. В предложенном списке режимов, CMV охватывает все способы, которые поставляют только принудительные или комбинацию принудительных и вспомогательных дыханий. Единственное различие между вспомогательным дыханием и дыханием контролируемым – это то, что пациент инициирует вспомогательное дыхание, тогда как вентилятор запускает принудительное дыхание.

Другие термины. Термин CMV внесен в список в литературе как непрерывная искусственная вентиляция легких, непрерывная принудительная вентиляция, управляемая искусственная вентиляция легких и управляемая принудительная вентиляция [SassoonC. S. H., MahutteC. K., LightR. W., 1991]. CMV также часто называется управляемой объемом вентиляцией (VCV) или просто контролируемым режимом.

Терминология производителей. Современные вентиляторы относят к CMV вспомогательно-контролируемую, контролируемую, объем-контролируемую вентиляцию. В некоторых случаях, этот режим строго придерживается вышеупомянутого определения, но в других, пациенту позволены принудительные дыхания, расширяя установки чувствительности. Этот режим часто называют вспомогательный / контролируемый. На многих вентиляторах, CMV и вспомогательный / контролируемый – одно и то же, с единственным различием в установке чувствительности (например, если необходимо, чувствительность для А/С устанавливается вручную в его наименьшую позицию (-20 см H2O) для исключения инициации вдоха пациентом).

Классификация. CMV классифицируется как контролируемый объемом или давлением; триггером по времени; объем, давление или поток ограничены; и объем, давление, поток или время цикличны. Все дыхания - принудительные. Упрощая, CMV – это вентиляция, управляемая давлением или объемом; вызываемая механизмом; и механическим обеспечением цикла (таблица 3-2). Рисунок 3-1 демонстрирует управляемую объемом CMV (для всех дыханий объем постоянный и каждое дыхание вызывается вентилятором), и рисунок 3-2 демонстрирует управляемую давлением CMV (для всех дыханий давление постоянно и каждое дыхание обусловлено временными параметрами вентилятора).

Теперь должно быть очевидным, что нельзя просто сказать «пациент находится на CMV» - это едва описывает режим вентиляции. В зависимости от используемого вентилятора и конкретного случая, необходимо, чтобы способ упоминался как объемом управляемая CMV или давлением управляемая CMV.

Вспомогательная / Контролируемая Вентиляция (Assist / ControlVentilation)

Описательное определение. Вспомогательная/контролируемая (A/C) вентиляция – это режим действия вентилятора, в котором принудительные дыхания представлены установленной частотой, давлением или объемом, и потоком вдоха. Между начатыми машиной дыханиями, пациент может вызвать вдох и получить вспомогательное дыхание, заданное на вентиляторе в объеме или давлении [SassoonC. S. H., 1991]. Дыхания, вызванные пациентом или вентилятором, доставляются, используя одни и те же установленные пределы и переменные цикла. Технически, единственное различие между CMV и A/C вентиляцией - то, что в течение A/C вентиляции, пациент также может вызывать дыхание. С точки зрения классификации вентилятора, это - тонкое различие. Фактически, A/C вентиляция может рассматриваться «вызываемая пациентом и временем CMV». Однако, проявления усилия пациента и активность дыхательной мускулатуры клинически важны. Различие между дыханиями, вызванными временем и дыханиями, вызванными пациентом важны для наблюдения и управления вентилятором.

Другие термины. A/C вентиляция была описана в литературе, как вспомогательная искусственная вентиляция (AMV), вспомогательная вентиляция, и CMV со вспомогательной.

Терминология производителей. Много вентиляторов используют термин CMV для описания A/С вентиляции, с единственным различием в установке чувствительности. Другие термины включают - вспомогательная/контролируемая и объем-управляемая.

Классификация. Независимо от используемой терминологии, A/C может быть описан как давлением или объемом управляемый; давление, поток или объем ограничены; и поток, объем, давление или время цикличны (таблица 3-2). Очевидно, что термин А/С слишком неточен, чтобы правильно его понять. Упрощая описание, A/C вентиляция - управляемая давлением или объемом; вызываемая механизмом или пациентом; и с циклом, обеспечиваемым вентилятором. Таким образом, A/C вентиляция комбинирует принудительные и вспомогательные дыхания, которые могут быть или управляемые объемом (рисунок 3-3) или управляемые давлением (рисунок 3-4).

Вспомогательная Искусственная Вентиляция

(Assisted Mechanical Ventilation)

Описательноеопределение. Вспомогательная искусственная вентиляция легких (AMV) - это версия A/C вентиляции, в которой не имеется никакой установленной частоты [SassoonC. S. H., 1991]. В этом случае, все дыхания, вызванные пациентом и доставленные вентилятором, устанавливаются по дыхательному объему или давлению. Это означает, что все дыхания - вспомогательные дыхания.

Другие термины. Термин вспомогательная вентиляция используется, но часто ссылается на A/C вентиляцию. Некоторые предпочитают называть этот режим вспомогательным по давлению, когда дыхания контролируются давлением, и вспомогательным по объему, когда дыхания имеют постоянный объем. Эти термины могут встречаться.

Классификация. Вспомогательный режим вентиляции классифицируется как контролируемый по объему или по давлению; имеется триггер давления, потока или объема; поток, объем или давление ограничены; и время, поток, объем или давление цикличны. Система классификации (таблица 3-2) рассматривает этот режим как контролируемый по объему или давлению; вызываемый пациентом; и циклом, заданным механизму. Управляемый объемом AMV и управляемый давлением AMV проявляются так же как на рисунках 3-3 и 3-4, за исключением того, что каждое дыхание вызвано пациентом.

Перемежающаяся Принудительная Вентиляция (IntermittentMandatoryVentilation)

Описательное определение. Перемежающаяся принудительная вентиляция - режим работы вентилятора, в котором принудительные (механические) дыхания доставляются с установленной частотой и объемом или давлением. Между механическими дыханиями пациент может дышать спонтанно от непрерывной струи газа по потребности [SassoonC. S. H., 1991, WeismanI.M. etal., 1983, LuceJ. M. et al., 1981].

Другие термины. IMV пережил много взаимозаменяемых, если не сказать уничтожительных названий. В одно время, IMV часто упоминалась как перемежающаяся вентиляция по требованию (IDV) и даже «перемежающаяся респираторная недостаточность».

Терминология производителей. Термины IMV или синхронизированная IMV (SIMV) используются, чтобы идентифицировать этот режим для большинства изготовителей. Термин IMV иногда связан с постоянным положительным давлением дыхательных путей (CPAP) на панели выбора режимов.

Классификация. Как режим, IMV представляет новую проблему классификации и принудительного и спонтанного дыхания. Согласно представленной системе классификации, принудительные дыхания в течение IMV – контролируемые объемом или давлением; имеют триггер по времени; давление, объем или поток ограничены; и давление, объем, поток или время цикличны. Спонтанные дыхания не управляются и поэтому не имеют никакого пускового механизма (триггера), предела или переменной цикла, если используется непрерывный поток газа. Система требования (то есть, система, которая отвечает на дыхательное усилие пациента, изменяя доставку газа) позволяет дифференцировать спонтанные дыхания. Таким образом, во время IMV, принудительные дыхания – контролируемые давлением или объемом; с механическим триггером и циклом; спонтанные дыхания – контролируемые давлением, вызываемые пациентом и циклом пациента. Рисунок 3-5 показывает формы кривых давления, объема и потока при IMV, контролируемой давлением.

3.6. Синхронизированная Перемежающаяся Принудительная Вентиляция (SynchronizedIntermittentMandatoryVentilation)

Описательное определение. Синхронизированная перемежающаяся принудительная вентиляция – это версия IMV, в которой вентилятор создает окно времени вокруг установленного принудительного дыхания и пытается доставлять дыхание совместно с дыхательным усилием пациента [SassoonC. S. H., 1991]. Этот режим использует условную переменную, чтобы определить, какой тип дыхания необходимо доставить. Если никакого дыхательного усилия не происходит в отведенное время, то вентилятор доставляет


8-09-2015, 23:04