Лекции по ИВЛ. Отделение реанимациии интенсивной терапии
 Скачать 6.82 Mb.
|
|
Часть II Основы классификации режимов ИВЛ 47 А. Г ОрячеВ И. С АВИн 2.2. Управление вдохом (Control) и управляемая переменная (Control Variable) Абсолютно необходимое вступление о трудностях перевода* Что значит «control»? Контроль?! Ничего подобного! В переводе с анг- лийского «control» означает никакой не контроль, а управление. И «control panel» – это не приборная доска, а пульт управления, и «to control the plane» – это не контролировать полет самолета из диспетчерской, а управлять самолетом, сидя за штурвалом. Не верите, – посмотрите в словаре. В описании режимов ИВЛ «control variable» – это управ- ляемая переменная или управляемый параметр. Вот так. «Control» с английского на русский переводится как: «Управление» Какие параметры описывают вдох аппарата ИВЛ? 1. Объём (volume). 2. Поток (flow). 3. Давление (pressure) Важно понимать, что описывая вдох, мониторируя взаимодействие аппарата и пациента и внося коррективы, мы должны знать и анали- зировать все эти параметры, а изменять в каждый момент времени *Владимир Львович Кассиль, Маргарита Александровна Выжигина и Геннадий Сегеевич Лескин в своей книге «Искусственная и вспомогательная вентиляция легких» (М., 2004) на стр 115 говорят следующее: «Мы возражаем против по- явившихся в последние годы терминов “ИВЛ с контролируемым объемом” или “объемно-контролируемая ИВЛ”. Русское слово “контролировать” означает “осу- ществлять контроль или надзор”, а английский глагол “to control“ в данном кон- тексте — “управлять”. Строго говоря, “ИВЛ с контролируемым объемом” означает, что респиратор снабжен волюметром [Ожегов С. И., Шведова Н. Ю. Толковый словарь русского языка. — М., 1997. — С.292»]. Управление вдохом и управляемая переменная 48 www nsicu ru §2.2 можем только один из трёх, но, как только мы меняем один параметр, меняются два других. * Примеры: Мы увеличили объём вдоха. Во-первых, это возможно сделать или, увеличив поток, или время вдоха, или и то, и другое; во-вторых воз- растет давление. Мы увеличили поток – возрастает объём и давление. Мы увеличили давление – возрастает объём и поток. Мы увеличили потоковое время вдоха – возрастает объём и давле- ние. Как аппарат ИВЛ выполняет свою главную миссию – управляет вдохом? Control – управление параметрами вдоха. Control Variable – управляемая переменная или управляемый параметр. В аппаратах ИВЛ существует программа, управляющая пара- метрами вдоха, – Control. Тот параметр, которым управляет Control, называются Con- trol Variable – управляемая переменная или управляемый параметр – это или объём вдоха – Tidal volume, или давление, обеспечиваю- щее вдох, – Inspiratory pressure, или поток вдоха – Inspiratory flow. Способ управления аппаратом ИВЛ называют в зависимости от того, каким из параметров (Control Variable) мы управляем. Volume controlled ventilation (VCV) – способом управления является изменение дыхательного объёма (Tidal volume). Flow controlled ventilation (FCV) – способом управления яв- ляется изменение потока (Inspiratory flow). Pressure controlled ventilation (PCV) – способом управления является изменение давления (Pressure), времени вдоха (Inspiratory flow time). *О времени поговорим отдельно, в данном рассуждении важно понимать, что объём – это произведение потока на Время и, меняя объём, мы меняем один или оба из этих параметров. Часть II Основы классификации режимов ИВЛ 49 А. Г ОрячеВ И. С АВИн Dual controlled ventilation – так называют «интеллектуаль- ные» программы управления, когда, например, для получения задан- ного объёма аппарат, работающий в режиме PCV, меняет давление и длительность вдоха. Существуют «интеллектуальные» программы, которые пытаются перенастроить аппарат за время одного вдоха, и программы, выполняющие перенастройку за несколько вдохов. Volume controlled ventilation (VCV) Управление объёмом Это самый старинный, традиционный способ искусственной вентиляции легких. Сохранились рисунки и гравюры девятнадцатого века, изображающие меха, типа кузнечных, специально изготовлен- ных и применявшихся для спасения человеческих жизней. Большин- ство аппаратов ИВЛ старшего поколения в качестве устройства доставляющего вдох пациенту, имели меха или цилиндр с поршнем. Современные аппараты ИВЛ для дозирования и доставки ды- хательного объёма (Tidal volume) имеют более сложные устройства с электронным управлением, но без ущерба для понимания основных принципов можно представить себе большой цилиндр с поршнем, наподобие шприца Жане. Управление вдохом и управляемая переменная 50 www nsicu ru §2.2 Flow controlled ventilation (FCV) Управление потоком Каждое утро, умываясь, вы открываете водопроводный кран и регулируете поток (Flow). Принцип управления потоком в аппарате ИВЛ такой же, только кран очень точный, имеет электронное управ- ление и называется «клапан вдоха». Теперь представьте, что вы на- полняете стакан: из крана идет поток, но, пока стакан наполнится, пройдёт некоторое время. Как мы уже говорили, поток – это скорость изменения объёма. Для того, чтобы поток (Flow) превратился в ды- хательный объём (Tidal volume), мы должны умножить его на время (Inspiratory flow time). Объединение понятий VCV и FCV Практика ИВЛ привела потребителей и производителей ап- паратов к убеждению о нецелесообразности разделения понятий VCV и FCV вот почему: Объём и поток жёстко связаны. Объём – это произведение потока на время вдоха. V T =V̇ х Т i Поскольку одним потоком параметры вдоха задать невоз- можно, при управлении «по потоку» всегда задаётся время вдоха. Получается объём. И, наоборот, никакой аппарат ИВЛ не «впихи- вает» в пациента дыхательный объём мгновенно. Аппарат ИВЛ – это вам не граната. А если объём входит в легкие постепенно, – значит есть поток и время вдоха. Для удобства пользователя эти два вари- анта управления объединены в понятие «управление вдохом по объёму» – Volume controlled ventilation (VCV или VC). Сейчас мы говорим только о способе управления вдохом, а не о режимах ИВЛ. Часть II Основы классификации режимов ИВЛ 51 А. Г ОрячеВ И. С АВИн Pressure controlled ventilation (PCVилиPC) Управление давлением Когда аппарат ИВЛ управляет вдохом «по давлению», он реа- гирует на показания манометра и открывает клапан вдоха насколько нужно для поддержания заданного давления в контуре аппарата ИВЛ. При таком способе управления вдохом дыхательный объём (Tidal volume) будет зависеть от величины давления и от времени вдоха с одной стороны и от Resistance и Сompliance (сопротивления дыхательных путей и податливости легких и грудной клетки) – с дру- гой. Важно помнить, что при окклюзии или перегибе интубационной трубки, аппарат ИВЛ будет честно создавать заданное давление, а потока не будет, и вдоха не случится. Сравним Volume controlled ventilation и Pressure controlled ventilation При Volume controlled ventilation(VCV) аппарат ИВЛ, не- смотря ни на какие обструктивные и рестриктивные изменения в рес- пираторной системе, за установленное время вдувает в легкие пациента заданный объём (Tidal volume). Графические отображения вдоха при управлении потоком и при управлении объёмом одинако- вые. При VCV есть угроза критического повышения давления в ды- хательной системе. При Pressure controlled ventilation (PCV) аппарат ИВЛ в течение времени вдоха (Inspiratory flow time) поддерживает задан- ное давление в дыхательных путях и не беспокоится о том, какой ды- хательный объем (Tidal volume) был доставлен пациенту. При PCV мы рискуем недодать минутный объём вентиляции в случае повы- шении резистанс и/или снижения комплайнс. Управление вдохом и управляемая переменная 52 www nsicu ru §2.2 Сравним графики потока давления и объёма при разных способах управления вдохом PCV и VCV Давление (Pressure) Если аппарат ИВЛ управляет давлением, форма графика дав- ления остаётся неизменной. При изменениях в дыхательной системе (изменения резистанс и комплайнс) будут меняться графики объёма и потока. Объём (Volume) Если аппарат ИВЛ управляет объёмом, форма графиков объёма и потока остаётся неизменной. При изменениях в дыхатель- ной системе (изменения резистанс и комплайнс) будет меняться гра- фик давления. Управление объёмом вдоха осуществляется или степенью сжатия мехов, или амплитудой смещения поршня, или опосредо- ванно через управление потоком. Поток (Flow) Если аппарат ИВЛ управляет потоком, форма графиков объёма и потока остаётся неизменной. При изменениях в дыхатель- ной системе (изменения резистанс и комплайнс) будет меняться гра- фик давления. Часть II Основы классификации режимов ИВЛ 53 А. Г ОрячеВ И. С АВИн Управление потоком осуществляется использованием приспо- соблений регулирующих поток от простых флоуметров до сложных клапанов вдоха с электронным управлением. Управляя потоком, мы опосредованно управляем объёмом вдоха. Время (Time) Чтобы классификация была полной, необходимо упомянуть аппараты ИВЛ, которые называются Time-сontroller. Это очень про- стые транспортные аппараты, у которых регулируется только частота дыханий и длительность вдоха. Объём минутной вентиляции при управлении по объёму и по давлению. Две диаграммы помогут Вам зрительно представить различия между Volume controlled ventilation (VCV) и Pressure controlled ven- tilation (PCV). При проведении ИВЛ важно обеспечить объём минутной вен- тиляции. Все предельно просто: при управлении по объёму аппарату ИВЛ приказано доставить дыхательный объём, – он выполняет. Про- блема возникает, если при этом аппарат ИВЛ будет создавать опасное давление в дыхательных путях. Современные аппараты ИВЛ могут защищать пациента от баротравмы и при этом доставлять предпи- санный объём. Для этого включают опцию Pressure limit, другое на- звание – Pmax. Как работает эта опция, мы расскажем в разделе «Предельные параметры вдоха (Limit variable)». Управление вдохом и управляемая переменная 54 www nsicu ru §2.2 В любом случае ми- нутный объём дыхания – это про- изведение дыхатель- ного объёма на частоту. МОД = ЧД Х ДО Частота дыханий всегда определяется суммарной длитель- ностью вдоха и выдоха или длитель- ностью дыхатель- ного цикла. При управлении по объёму (Volume con- trolled) дыхательный объём задаётся на- прямую, или как про- изведение потока на время. При управлении по давлению (Pressure controlled) частота ды- ханий определяется теми же параметрами, что и при VCV. Дыхатель- ный объём, как и при VCV – это площадь под кривой потока или произведение потока на время вдоха. Часть II Основы классификации режимов ИВЛ 55 А. Г ОрячеВ И. С АВИн Главное различие между PCV и VCV состоит в том, что при VCV сразу устанавливаются характеристики потока (форма: прямо- угольная или нисходящая, и величина потока), а при PCV аппарат ИВЛ «играет» потоком, удерживая постоянное давление. Таким образом, при изменении сопротивления дыхательных путей (resistance) и/или податливости дыхательной системы (compliance), поток меняется. Соответственно, меняется и дыхательный объём. Управление вдохом и управляемая переменная 56 www nsicu ru §2.2 Двойное управление Dual Control «Если нельзя, но очень хочется, то можно…» Прежде, чем рассказывать, как конструкторы аппаратов ИВЛ нашли решение за- дачи, казавшейся неразрешимой, освежим пройденный материал. Управление вдохом по объему Преимущества и недостатки VC Первые аппараты ИВЛ управлялись по объему. Для инжене- ров-пневматиков и врачей было проще представить себе поршень в цилиндре, как в шприце или поршневом двигателе, или меха, как у гармони или аккордеона. Спирометрия, как наука, на начальных эта- пах своего развития наиболее точно измеряла и изучала объемы. Точ- ное измерение потоков, сопротивления и давления при дыхании появилось позже. Способ управления по объёму удобен для врача тем, что установив ДО и МОД, в ряде случаев мы можем надеяться, что адекватно заместили утраченную функцию дыхания. Недостатки управления по объёму: При управлении по объёму (VC) возможны только принудительные – Mandatory вдохи. Сложно синхронизировать работу аппарата ИВЛ с дыха- тельной активностью пациента. При управлении по объёму (VC) баротравма и волюмо- травма встречаются чаще, чем при PC. Врачу удобно, а каково пациенту? В результате анализа осложнений ИВЛ, подтвержденного ре- зультатами экспериментальных работ, VC изменился. Современные аппараты ИВЛ дают возможность врачу при настройке режимов, ис- пользующих управление по объёму (VC), устанавливать напрямую или опосредованно поток, давление и время вдоха, что позволяет сде- Часть II Основы классификации режимов ИВЛ 57 А. Г ОрячеВ И. С АВИн лать вдох более мягким и нежным. Областью применения VC остаются клинические ситуации, когда спонтанная дыхательная ак- тивность пациента подавлена. (Применение миорелаксантов в ане- стезиологии, повреждение дыхательного центра в стволе мозга, паралич дыхательной мускулатуры и т. д.). Управление вдохом по давлению Преимущества и недостатки PС Аппараты ИВЛ, управляемые по давлению, впервые появи- лись в педиатрии. Это произошло потому, что приспособлений, точно измеряющих количество воздуха, доставляемого маленькому паци- енту, не было. Необходимо учитывать сжатие воздуха в контуре ап- парата ИВЛ, комплайнс шлангов, величину мертвого пространства коннектора и интубационной трубки и т.д. Поэтому, для ИВЛ у детей использовали управление по давлению и просто смотрели, как в мо- мент вдоха расширяется грудная клетка, и анализировали газовый состав крови и аускультативную картину. Фиксировались показания манометра и волюметра, но все понимали, что эти данные описы- вают события по эту сторону от интубационной трубки. Основным, а иногда и единственным прибором, подсказывающим врачу, в какую сторону крутить ручки управления аппарата ИВЛ, был манометр. На- копление клинического опыта доказало, что PC безопаснее VC, по- скольку способ управления аппаратом ИВЛ заставляет врача думать, в первую очередь, о том, под каким давлением воздух будет входить в легкие и за какой промежуток времени (в отличие от PC при VC врач вначале думает о ДО и МОД, а потом смотрит, как это получи- лось). Достоинства управления по давлению (PC): 1. Бóльшая защищенность пациента от баротравмы и волюмотравмы. 2. При управлении по давлению (PC) возможны спонтанные (Spon- taneous) вдохи. 3. При управлении по давлению (PC) возможна синхронизация ра- боты аппарата ИВЛ с любой спонтанной дыхательной активностью пациента. Управление вдохом и управляемая переменная 58 www nsicu ru §2.2 Недостатки управления по давлению (PC): 1. Изменение респираторной механики пациента меняет качество ИВЛ и требует изменения параметров вентиляции. 2. Поскольку при PC главная задача аппарата ИВЛ – создавать дав- ление в дыхательном контуре, контроль (в русском смысле этого слова) величины ДО и МОД осуществляет врач, проводящий ИВЛ. Двойное управление в принципе невозможно. Представите себе автомобиль, у которого два руля и два шофера, – ерунда. В ка- бине больших самолетов у первого и второго пилотов есть свой штурвал и пульт управления, но управляют они по очереди. Тем не менее, опытный врач-реаниматолог, имея в распоряжении современ- ный аппарат ИВЛ с возможностями регулирования длительности вдоха, потока и давления осуществляя ИВЛ по давлению (PC), обес- печивает необходимый пациенту дыхательный объём, а при ИВЛ по объёму (VC) не допускает опасного подъёма давления в дыхатель- ных путях. Как мы можем менять величину дыхательного объема, если используется управление по давлению (PC)? Очень просто, ды- хательный объем равен произведению потока на время, поэтому, уве- личивая длительность вдоха, мы увеличиваем дыхательный объем до тех пор, пока есть поток*. Другой способ увеличить дыхательный объем – изменить поток. Поток, как мы уже говорили, по закону Га- гена-Пуазеля, определяется градиентом давлений. Для респиратор- ной системы – это транспульмональный градиент. Таким образом, повышая давление на вдохе, мы увеличиваем поток и, в результате, за тоже время вдоха вводим больший объем. Если используется управление по объёму (VC), уменьшив поток, но увеличив время вдоха, можно доставить пациенту тот же дыхательный объём, созда- вая меньшее давление в дыхательных путях. * Поток прекратится в двух случаях. Во-первых, если градиент давления, создающий поток, равен нулю, т.е. упругое сопротивление легких и грудной клетки равно усилию аппарата, производящего вдох (давление есть, а потока нет). Это значит, что дыхательный объем больше не увеличивается. Во-вторых, если аппарат сам прекратил создавать поток, например, переключился на выдох. Часть II Основы классификации режимов ИВЛ 59 А. Г ОрячеВ И. С АВИн Поскольку поток создает давление, уменьшение потока приведет к снижению давления на вдохе. Задача конструкторов состояла в том, чтобы научить умный аппарат ИВЛ действовать так же, как опытный доктор. Аппарат ИВЛ, имеющий бортовой компьютер и соответ- ствующие программы управления, в соответствии с установленным врачом целевым дыхательным объемом (ЦДО – target tidal volume) в разрешенных пределах увеличивает давление и, соответственно, поток на вдохе. Существуют программы, которые для достижения ЦДО увеличи- вают время вдоха (обычно – не более, чем до трех секунд). Большинство режимов, использующих способ Dual Control, начинают вдох как РС, а интеллектуальная программа аппарата ИВЛ стремится достичь целевой дыхательный объем, повышая давление на вдохе, поток или длительность вдоха в разрешенных границах. Если это невозможно, аппарат включает тревогу. Управление вдохом и управляемая переменная 60 www nsicu ru §2.2 2.3. Фазы дыхательного цикла и логика переключе- ния аппарата ИВЛ Внимание! – Фазы дыхательного цикла и временные интервалы ды- хательного цикла – это разные понятия. Временные интервалы опи- саны в первой части, в начале главы «Респираторная механика». Дыхательный цикл считается от начала одного вдоха до начала сле- дующего. При ИВЛ, по предложению Mushin M, et al.(1980г), цикл делят на четыре фазы: [Mushin M, et al. Automatic Ventilation of the Lungs. Oxford: Blackwell Scientific Pub- lications, 1980; 162-166] 1. Переключение с выдоха на вдох (включение вдоха). 2. Вдох. 3. Переключение с вдоха на выдох. 4. Выдох. В каждой из фаз срабатывает определённая программа аппарата ИВЛ. 1. Программа или логическая схема, включающая вдох назы- вается Trigger. 2. Опция, которая определяет максимальное значение потока, давления и/или объёма, называется Limit*. 3. Программа, выполняющая переключение с вдоха на выдох, называется Cycle**. 4. Программа, управляющая параметрами выдоха, называется Baseline. |