Wentylacja proporcjonalna. Dariusz Maciejewski

Transkrypt

1 Wentylacja proporcjonalna Dariusz Maciejewski (Wykorzystano fragmenty pracy, która ukazała się w Medycynie Intensywnej i Ratunkowej w pierwszym kwartale 2002 r) Koncepcja dostosowywania ciśnień wspomagania oddechu własnego pacjenta autorstwa J.M.Tylera i B.Grapea pojawiła się w literaturze na początku lat sześćdziesiątych [2]. Jednak dopiero w 1987 r zespół kanadyjskich lekarzy z Uniwersytetu Manitoba, pracujących pod kierownictwem M.Younesa skonstruował eksperymentalny respirator Winnipeg, który realizował system proporcjonalnego wspomagania wentylacji (proportional assist ventilation-pav), nazywany także skrótowo wentylacją proporcjonalną [3,4]. Do praktyki klinicznej został on wprowadzony w drugiej połowie lat dziewięćdziesiątych w Niemczech, gdzie nawiązując do wsparcia ciśnieniowego (pressure support -PS) własnego oddechu pacjenta, PAV nazwano proporcjonalnym wspomaganiem ciśnieniowym wentylacji (proportional pressure support-pps) [5]. Wentylacja proporcjonalna, proporcjonalne wspomaganie wentylacji jak i proporcjonalne wspomaganie ciśnieniowe są synonimami tego samego sposobu wentylacji mechanicznej, którego zastosowanie w praktyce klinicznej jest coraz szersze. Praktyczne aspekty zastosowania wentylacji proporcjonalnej. Praktyka stosowania PAV jest zdecydowanie łatwiejsza od poznania powyższych i tak dość ogólnych założeń teoretycznych. Jednak bez zrozumienia teorii systemu PAV, pozornie proste manewrowanie kilkoma parametrami respiratora wyposażonego w możliwość wentylacji proporcjonalnej może stanowić potencjalne zagrożenie respiratorowym uszkodzeniem płuc. Najistotniejsze wydaje się zrozumienie różnicy, jaka zachodzi pomiędzy tradycyjnym systemem wsparcia (wspomagania ciśnieniowego) PS, a PAV. Wsparcie ciśnieniowe stanowi interakcyjny typ wspomagania wentylacji mechanicznej wyzwalany przez pacjenta, w którym zmiana faz jest kontrolowana przepływem. Podstawowym warunkiem ograniczającym wdech jest osiąganie ciśnienia wsparcia, którego wartość pozostaje stałym, programowanym elementem tego rodzaju wentylacji [8,9]. Stałość ciśnienia PS stanowić jednak może źródło powikłań. Zmieniające się warunki wentylacji, czasami z oddechu na oddech, powodują, że stała wartość PS powoduje za niską lub zbyt wysoką kompensację wysiłku oddechowego pacjenta. Powoduje to narastanie regionalizacji płuc, co stanowi jeden z głównych czynników narastania respiratorowego uszkodzenia płuc [6,7,10]. Podczas wspomagania typu PS również nieuchronny jest pewien stopień desynchronizacji wyzwalacza (triggera) wynikający z odległości układu zastawki wysokoprzepływowej od dróg oddechowych pacjenta. Zjawisku temu tylko w pewnym stopniu zapobiegają regulatory czasu narastania przepływu (risetime adjustors) stosowane w nowszych typach respiratorów [8]. Wentylacja proporcjonalna nie wymaga stosowania triggera przez co zapewnia dostosowanie wspomagania wysiłku oddechowego odpowiednio do rzeczywistych możliwości wentylacji samoistnej. Zachodzi ono w warunkach najniższych możliwych ciśnień w układzie oddechowym pacjenta, które osiągają najniższe wartości wśród stosowanych metod interaktywnego wspomagania wentylacji [1,4,5,8]. Wysoka czułość PAV była potwierdzana również w warunkach zwiększania przestrzeni martwej oraz gwałtownego wzrostu CO2 w powietrzu wdechowym. Pacjenci wykazywali optymalny wzorzec oddechowy oraz minimalizowali pracę oddychania [11,12]. Ranieri i wsp. porównując wentylację w trybie CPAP z PAV stwierdzał pewien zakres asynchronii wspomagania dotyczącej głównie części objętościowej VA wentylacji proporcjonalnej, jednak ogólny efekt wyrażający się obniżeniem pracy mięśniowej oddychania był korzystny. Obserwowane niekorzystne objawy zmniejszano poprzez korekcyjne ustawienia udziału wspomagania przepływowego w PAV [13].

2 Efekt gazometryczny PAV już od wczesnego okresu oceny metody w klinice oceniano bardzo dobrze. Cechował się on poprawą tętniczej prężności tlenu w warunkach nieznacznej hyperwentylacji i znaczniejszego obniżenia prężności CO2 przy normalizacji ph [7,14]. Ten korzystny obraz zmienia się jednak w warunkach narastania wewnętrznych dodatnich ciśnień końcowo-wydechowych (i-peep), gdyż algorytm systemu szczególnie we wstępnej fazie wdechu dokonuje błędnej oceny przepływu. Ta niedogodność PAV wynika z wyżej przedstawionych założeń teoretycznych, które zakładają liniowy przebieg zmian mechaniki wentylacji [15]. Takiej zależności nie można spodziewać się w przypadku ALI czy ARDS stąd zastosowanie systemu PAV w ostrej fazie tych postaci niewydolno ści oddechowej nie zyskuje aprobaty [4-7]. Natomiast w warunkach zmienionych, lecz względnie stałych wartości elastancji i rezystancji jakie obserwuje się w przewlekłej obturacyjnej niewydolności oddechowej (COPD), PAV dostosowuje się do tzw. trudnego wzorca oddechowego najlepiej ze wszystkich sposobów wspomagania wentylacji mechanicznej, będąc zdaniem C.Capry również najbliżej rzeczywistych zmian neuroregulacji [6]. Inne źródła podkreślają trudności dostosowania szczególnie składowej objętościowej do zmienionej elastancji, jednak generalny wniosek z wykorzystania PAV w leczeniu COPD wskazuje na znaczną przydatność wentylacji opisywaną metodą [4,6]. Appendini i wsp. stosował w przebiegu COPD wentylację proporcjonalną z zewnętrznym PEEP uzyskując szybką poprawę stanu chorych i zmniejszenie i-peep [16]. Zarówno w tym przypadku jak i podczas każdej formy "trudnego odzwyczajania" od wentylacji mechanicznej wentylacja proporcjonalna wykazuje szczególne zastosowanie polegające na opisanym wyżej mechanizmie braku triggera jak i możliwości regulacji różnych składowych wsparcia ciśnieniowego. Nieobecność triggera w PAV usuwa ryzyko desynchronizacji i optymalizuje wzorzec oddechowy, zmuszając pacjenta do wykonania wyłącznie należnej pracy oddychania [3-7]. Komfort chorego podczas odzwyczajania od wentylacji jest w związku z tym bardzo dobry i wyższy niż w innych sposobach wentylacji [ 3,7,12]. Należy podkreślić, że walory kompensacyjne PAV w zakresie wspomagania objętością mogą okazać się niewystarczające w przypadku zaistnienia znacznego przecieku w układzie oddechowym [7]. Odpowiednie wspomaganie objętościowe znacznie obniża pracę elastyczną oddychania, jednak praca nieelastyczna zależna od oporów przepływu pozostaje zazwyczaj zwiększona w stopniu większym od założeń teoretycznych [15]. Fakt ten najczęściej wiąże się z obecnością oporów rurki intubacyjnej. Zmieniają się one w zależności od szybkości przepływu oraz średnicy i rodzaju rurki. Ciśnienie niezbędne do zniwelowania tego dodatkowego oporu określone we wzorze nr 6 jako Pett jest ważnym elementem uzupełniającym prawidłowe funkcjonowanie wentylacji proporcjonalnej [5,6]. Sposób kalkulowania Pett w oparciu o pomiar ciśnienia na zakończeniu rurki intubacyjnej, jest nazywany automatyczną kompensacją oporów rurki intubacyjnej (ATC-automatic tube compensation) [5]. Zasada jego działania będzie przedmiotem osobnego omówienia. Od początku 1996 roku w literaturze stopniowo zwiększa się ilość doniesień dotyczących różnych aspektów stosowania wentylacji proporcjonalnej. Zazwyczaj dotyczą one niewielkich grup ocenianych chorych. Jednak ich podsumowanie pozwala na zachęcające stwierdzenie, iż klinicyści otrzymują alternatywę terapii oddechowej (tabela nr 2) adresowaną w szczególności do leczenia przypadków stwarzających obecnie największe problemy - utrudnionego odzwyczajania od wentylacji mechanicznej i przewlekłej niewydolności oddechowej. Można też sądzić, że dążenie do systemów "zamkniętej pętli" w sterowaniu wentylacją mechaniczną i wprowadzenie automatycznego pomiaru elastancji i rezystancji, oddech po oddechu, jeszcze bardziej udoskonali ten obiecujący sposób wentylacji. Tabela nr 1. Wstępne ustawienia parametrów PAV Lp. Parametry PAV Zakres wartości wstępnych 1 2 Wspomaganie przepływowe Wspomaganie objętościowe 80% wartości elastancji 80% wartości rezystancji 3 Przepływ 0,3 l/s 4 Ograniczenie ciśnienia cm H2O

3 5 6 Ograniczenie objętości Kompensacja rurki intubacyjnej 2 l 100% Tabela nr 2. Podstawowe wady i zalety wentylacji proporcjonalnej Możliwe wady Konieczna obecność własnego oddechu pacjenta Nie ma gwarancji wentylacji minutowej Możliwe znaczne wahania objętości oddechowej w każdym oddechu Brak kompensacji przecieków w układzie Ograniczone zastosowanie przy wyższych wartościach wewnętrznego PEEP. Wentylacja proporcjonalna Potencjalne zalety Brak klasycznego wyzwalacza (triggera) w układzie-optymalna synchronizacja Brak cech niedokompensowania lub przekompensowania układu oddechowego Minimalizacja ciśnień wdechu Optymalny wzorzec oddechowy Wysoki komfort pacjenta i łatwość odzwyczajania od wentylacji mechanicznej Rysunek nr 1 Schemat zmian rezystancji i elastancji na krzywej objętość-ciśnienie i przepływ -ciśnienie (zmodyfikowano wg Guttmann J. i wsp. [5])

4 Piśmiennictwo: 1. Neumann P., Burchardi H. Airway Pressure Release Ventillation.Time to Change the Concept [w:] Yearbook of Intensive Care and Emergency Medicine Vincent J-L. (red.) Springer -Verlag Berlin,Heidelberg,New York, 2001, Tyler J.M.,Grape B. The influence of mechanical assistance to respiration on the ventilatory response to carbone dioxide in emphysema. Am Rev Respir Dis 1962,86, Younes M. Proportional assist ventilation, a new approach to ventilatory support.theory. Am Rev Resp Dis 1992, 145, Mancebo J.Aslanian P. Proportional assist ventilation [w:] Yearbook of Intensive Care and Emergency Medicine Vincent J-L.(red.) Springer -Verlag Berlin,Heidelberg,New York, 1998, Guttman J., Haberthür Ch.,Stocker R. Proportional assist ventilation (PAV) and automatic tube compensation (ATC) [w:] New forms of assisted spontaneous breathing Kuhlen R.,Guttmann J., Rossaint R. (red.) Urban&Fischer Ver Capra C. Proportional Pressure Support in Acute Lung Injury [w:] Yearbook of Intensive Care and Emergency Medicine Vincent J-L. (red.) Springer -Verlag Berlin,Heidelberg,New York, 2001, Younes M. Proportional assist ventilation [w:] Principles and Practice of Mechanical Ventilation Tobin MJ (red.), McGraw-Hill, New York,1994, McIntyre N.R. Wentylacja ze wspomaganiem ciśnieniowym [w:] Wentylacja mechaniczna Stock M.Ch. Perel A.(red.) a-medica-press Bielsko-Biała 1999, Iotti G.A. Braschi A. Measurements of respiratory mechanics during mechanical ventilation, Hamilton Med.Sc.Library,Rhazuns, 1999, Foti G.,Cereda M.,Sparacino M.E. et al. Effects of periodic lung recruitment meneuvers on gas exchange and respiratory mechanics in mechanically ventilated acute respiratory distress syndrome(ards) patients. Intensive Care Med 2000,26, Mancebo J.,Aslanian P.,Straus C. et al. Comparision of the effects of proportional assist ventilation (PAV) and pressure support ventilation (PSV) during variations on ventilatory demand. Am J Respir Crit Care Med. 1997, 155, A Ranieri V.M., Giuliani R.,Mascia L et al. Patient ventilator nteraction during acute hypercapnia: pressure support vs. proprotional -assist ventilation. J Appl Physiol 1996,81, Ranieri V.M., Grasso S., Mascia L. et al. Effects of proportional asist ventilation on inspiratory muscle efforts in patients with chronic obstructive pulmonary disease and acute respiratory failure

5 Anesthesiology 1997,86, Mitrouska J. Xirouchaki N.,Patakas N. et al.effects of chemical feedback on respiratory motor and ventilatory output during different modes of assisted mechanical ventilation. Eur Respir J 1999,13, Navalesi P.,Hernandez P., Wongsa A et al. Proportional assist ventilation in acute respiratory failure: effects on breathing pattern and inspiratory effort Am J Respir Crit Care Med. 1996,154, Appendini L.,Purro A., Gudjoonsdottir M. Et al. Physiologic response of ventillator-dependent patients with chronic obstructive pulmonary disease to proportional assist ventilation and continuous positive airway pressure Am J Respir Crit Care Med. 1999,159,