Umělá plicní ventilace

UPV je takový způsob dýchání, při kterém mechanický přístroj plně nebo částečně zastupuje spontánní dýchání, a zajišťuje tak průtok plynů respiračním systémem.

UPV zastupuje pouze zevní dýchání, ale má dopad i na vnitřní dýchání.

Cíle:
Fyziologické
podpora nebo náhrada dýchací úsilí postiženého → ↓ práce dechových svalů
ovlivnění velikosti plicního objemu → dostatečná expanze alveol → podpora výměny plynů → ovlivnění pH, paO2, paCO2, sat.O2
Klinické
eliminace dechové tísně a únavy dýchacího svalstva
úprava hypoxémie a respirační acidózy
prevence a zvraty atelektáz
↓ spotřeby O2
↓ICP (při hyperkapnii se ICP zvyšuje)

Kritéria k indikaci UPV:
UPV je indikována na dobu nezbytně nutnou, a to u nemocných s poruchou
ventilační funkce (hypoventilace, apnoe)
oxygenační funkce (paO2 ↓9,3 ka při FiO2 0,4 obličejovou maskou,
plicní zkrat ↓20%)
plicní mechaniky (DF ↑35, VC plic ↓ 15ml/kg)

Indikace:
akutní dechová nedostatečnost
(ALI = funkční změny, ARDS = orgánové změny)
hypoxické selhání plic
PaO2 ↓9 kPa při FiO2 0,4 obličejovou maskou
hyperkapnické selhání plic
respirační acidóza: PaCO2 ↑6,7 kPa, pH ↓7,25)
selhání plicní mechaniky
D ↑35/min při ↑námaze dýchacích svalů, VC ↓15 ml/kg
zástava dechu/ a oběhu
sepse, šokový stav
nitrolební hypertenze, kraniotraumata,
polytraumata (např. sériové zlomeniny žeber =„vlající hrudník“)
intoxikace
delší operační výkony, pooperační stavy

O zahájení UPV rozhoduje: – klinický stav nemocného
základní onemocnění
dosavadní průběh terapie
Komplikace UPV:
v souvislosti se zajištěním DC
časné
poranění měkkých tkání DÚ, zubů, hlasivek
epistaxe (u nasální ETI)
intubace do jícnu, do (levého) bronchu
luxace mandibuly (u obtížné intubace)
poranění krční míchy (záklon hlavy u nerozpoznané léze)
laryngospasmus, ↑TK, tachyarytmie (při nedostatečné sedaci)
obstrukce rourky (zalomení, skousnutí, hlen, koagula)
→ neprůchodnost DC
netěsnost systému (rozpojení hadic, netěsnící obturační manžeta)
pozdní (u dlouhodobé ETI)
záněty – sinusitis, otitis (u nasální ETI)
dekubity
tracheoesofageální píštěle
stenóza trachey
poškození hlasivek
v souvislosti se zvlhčováním a ohříváním směsi
↓zvlhčování → ↑ viskozity sputa, retence sekretů → vznik krust
→ zpomalení pohybu řasinkového epitelu → záněty
↑zvlhčování → hyperhydratace (u dětí) až utopení organismu
↓32°C → tepelné ztráty (nebezpečné u novorozenců, kojenců)
↑41°C → poškození sliznice DC (popáleniny)
v souvislosti s c O2
FiO2 ↑ 0,6 → změny již po 20 min: ↓produkce surfaktantu, ↓ VC plic,
↑ agregace destiček, ↓aktivita makrofágů
kyslíková toxicita → poškození CNS, křeče
v souvislosti s PEEP
volumové trauma („přefouknutí“ alveolů → popraskání membrán)
dysfunkce surfaktantu → mezi sklípky to už neklouže → pošk. membrán
„vystřelení“ surfaktantu → kolaps alveol → atelektázy
↑objem a ↑tlak → vznik pneumothoraxu
barotrauma → roztržení plíce
biotrauma (zánětlivé reakce při zhmoždění plíce)
infekce
VAP = ventilátorové pneumonie (Klebsiela, pseudomonády, MRSA)
mimoplicní dopad UPV
GIT → stresové vředy, hemoragická gastritis, ↓perfúze jater, mikroaspirace
nitrobřišní hypertenze → multiorgánové selhávání
ledviny → retence tekutin a natria, oligurie, negat.dusík.bilance
↓dechové práce → oslabení dýchacích svalů (zleniví)
hemodynamika:
normální nádech → podtlak → vzduch se nasává do plic,
krev se nasává směrem k srdci
UPV: ↑tlakem se směs vtlačuje do hrudníku, krev se nenasává k srdci,
ale městná v plicích → při hypovolémii srdce nemá krev,
kterou by posílalo dál → hyperkapnie

Ventilátory pro UPV

jsou zařízení, která umožňují regulovaným způsobem zajistit výměnu plynů
mezi vnějším prostředím a dýchacími cestami nemocného.

Typy ventilátorů:
Systémy s manuálním pohonem
RKP (ruční dýchací přístroj)
některé anesteziologické systémy
Mechanické ventilátory
pro intenzivní péči (s velkým výběrem ventilačních režimů
a výbavou pro měření plicní mechaniky)
pro transport (s menší výbavou, větš. jsou tlakově závislé)
pro domácí UPV (jednoduché, s jedním režimem a alarmy – NIVS)

Formy ventilace

Konvenční UPV
6-60 cyklů/min (nejfyziologičtější 12-16 cyklů/min)
MV je o 30-50% vyšší než u spontánního dýchání
je nutné utěsnit DC (obturační manžetou, NIV-maskou)

Princip konvenční ventilace:
K tomu, aby mohl vzduch během nádechu proudit do plic,
musí existovat rozdíl mezi tlakem uvnitř ventilátoru a plicními
sklípky nemocného:
UPV negativním tlakem
UPV pozitivním tlakem

Nekonvenční (vysokofrekvenční) UPV
60-3000 cyklů/min
MV = ↑ 30 l, VT = 50-150ml (objem mrtvého prostoru)
aplikuje se úzkou kanylou, není nutné utěsnění DC
(lze aplikovat např. při koniotomii)

Princip nekonvenční ventilace:
Směs je dodávána pneumatickými pulsy nebo kmity
o vysoké frekvenci, malých objemech a nízkém inspiračním tlaku.
VFV negativním tlakem
VFVpozitivním přetlakem
VF trysková ventilace
VF oscilační ventilace

Konvenční ventilace

A. Ventilace negativním tlakem (podtlakem)
– ventilátor vytváří při nádechu tlak nižší než je tlak v DC nemocného
– dnes už patří do historie

princip:
pomocí vakuové pumpy se vytvoří podtlak ve vzduchotěsné komoře,
která zcela nebo částečně zakrývá trup pacienta,

hrudník se následkem poklesu tlaku v jeho okolí rozpíná

vzduch je nasáván do plic
(výdech je zajištěn pasivně)

výhody: – zachování fyziologických tlakových poměrů v plicích
– není nezbytně nutné zajištění dýchacích cest
– nemocný je schopen bez překážek jíst, pít a mluvit

nevýhody: – složité, rozměrné přístrojové vybavení
– složité řízení ventilace
– složitá oš. péče (výrazné omezení přístupu k nemocnému)
– negativní dopad na krevní oběh

příklady:
železné plíce – uzavírají celé tělo nemocného od krku dolů
kyrys – tuhá schránka přiložená na přední stranu hrudníku
tělový oblek = vestový ventilátor (např. Pulmo-Wrap)
– mřížka obepínající hrudník zepředu + pevná deska zádová;
celá konstrukce je obalena vzduchotěsnou tkaninou

B. Ventilace pozitivním tlakem (přetlakem)
– ventilátor vytváří při nádechu tlak vyšší než je tlak v DC nemocného
– v současné praxi se používá téměř bezvýhradně,
i když se jedná o nepřirozený typ ventilace (plíce jsou totiž vystaveny
opačným tlakovým poměrům ve srovnání se spontánním dýcháním)

Složení ventilátoru:

Řídící jednotka
ovládá činnost ostatních součásti ventilátoru („mozek ventilátoru“)
podle konstrukce řídící mijednotky se ventilátory dělí na generace:
I. generace: – řízení mechanicky a pneumaticky
(neakceptace dechové aktivity pacienta →
traumatizace plicní tkáně)
II. generace: – řízení elektronicky
III. generace: – využití mikroprocesorů = tlakových a průtokových
snímačů, detekujících spontánní nádech (r.1971)
IV. generace: – využití multimikroprocesorů (90.léta 20.stol.)
k protektivní UPV (automatické režimy na základě
zpětné vazby – jsou schopné spontánně upravit
vlastnosti dechového cyklu, pokud se odchylují
od plánovaných hodnot)

Pneumatický okruh
Vnitřní pneumatický okruh:
nachází se uvnitř ventilátoru:
zdroj pohonu (elektrický – pneumatický – obojí)
směšovač (smísí O2 a vzduch k dosažení daného FiO2)
rezervoár plynné směsi
rozvody a chlopně
výdechový ventil

Vnější (pacientský) pneumatický okruh:
systém hadic spojujících DC nemocného s ventilátorem:
inspirační rameno
HME filtr (výměník tepla a vlhkosti = pasivní zvlhčování)
ev. nástavec pro nebulizátor (blíže k DC než HME filtr)
Y-spojka pro připojení okruhu k ETK/TSK + flow senzor
exspirační rameno s filtrem (ochrana přístroje)
ev. nástavec pro odsávání z DC

Kontrolní panel
Část ovládací
– umožňuje nastavit čtyři základní proměnné: objem, průtok, tlak a čas
Část zobrazovací
– slouží k monitorování dýchání
Část alarmová
– ↑↓ MV, ↑↓ tlaku v DC (zalomení rourky, ucpání či rozpojení okruhu),
↑↓ FiO2, apnoe (při SIMV), přerušení dodávky el.proudu
Nekonvenční UPV

Vysokofrekvenční ventilace – HFV (High-Frequency Ventilation)
– směs je dodávána pneumatickými pulsy nebo kmity
o vysoké frekvenci: 60-3000/min (tj.1-50 Hz)
– malé dechové objemy (1-3 ml/kg) a nízký inspirační tlak
(nejde tedy o klasický vdech a výdech)
– výhody: – ↓objemy jsou šetrnější k epitelu → ↓riziko poškození plicní tkáně
– nitrohrudní tlak je beze změny → dobrý žilní návrat
– nevýhody: – nemožnost efektivně zvlhčovat a ohřívat vdech.směs
(vysoká expanze u ústí trysky → ochlazovací a vysoušecí efekt)
– využití: při ORL výkonech → aplikace úzkou rourkou bez nutnosti ETI

Ventilační režimy HFV::
VFV pozitivním přetlakem – HFPPV (HF Positive Presure Ventilation)
– frekvence 60-110/min, I:E = 1:3

VF trysková ventilace – HFJV (HF Jet Ventilation)
– frekvence 100-400/min

VF oscilační ventilace – HFOV (HF Oscillatory Ventilation)
– frekvence u dospělých 180-360/min
u novorozenců 600-2400/min

Úplná kapalinová ventilace – TLV (Total Liquid Ventilation)

Mimotělní membránová oxygenace
ECMO (Extracorporeal Membrane Oxygenation)
– metoda, která umožňuje dočasně nahradit funkci plic i ♡
a zajistit dlouhodobé okysličování organizmu
– nutná kanylace velkých cév a kontrola koagulačních parametrů
využití: – léčba těžkého respiračního anebo kardiálního selhání
u všech věkových kategorií (častěji u dětí)
– k překlenutí období rozhodování o dalším terapeutickém postupu
(před transplantací)
vybavení ECMO:
řídicí jednotka
rotační centrifugální pumpa
směšovací baterie (O2, vzduch)
membránový oxygenátor (imituje výměnu plynů v plicích)
průtokoměr
výměník tepla s ohřívací jednotkou
systém hadic a kanyl na připojení nemocného k přístroji
tým realizující ECMO: invazivní kardiolog
kardiochirurg
kardioanesteziolog
specialista pro mimotělní oběh (perfuzionista)
SZP specializovaný na IP

Podpůrné ventilační techniky

– slouží jako doplňkové metody konvenčních způsobů UPV.

Membránový ventilátor (tzv. plicní alveolus)
– slouží k podpůrné oxygenaci organismu
– k výměně plynů dochází na heparinem pokryté membráně
– připojí se přes kanylu (13-15 F) zavedenou do a.femoralis a v. femoralis

Tracheální insuflace plynu – TGI (Tracheal Gas Insufflation)
– zlepšuje eliminaci CO2 a částečně zlepšuje i oxygenaci

Permisivní hyperkapnie
– navýšení hladiny CO2 → posun pH do hodnoty 7,2
význam: – snižuje nebezpečí barotraumatu
– omezuje užívání agresivních ventilačních režimů

Částečná kapalinová ventilace – PLV (Partial Liquid Ventilation)
– jde o ventilaci v tekutém prostředí
– plíce jsou částečně naplněny per-fluor-carbonovou tekutinou,
která dokáže rozpouštět ↑množství O2 a CO2
a zajistit rozpětí alveolů i v případě nedostatku surfaktantu
– zatím v experimentální fázi

Intravenozní oxygenace – (zatím v experimentální fázi)

Mimotělní CO2 eliminace – (zatím v experimentální fázi)

Oxid dusnatý NO
– selektivní vazodilatancium pro bronchy a plíce
– aplikace pomocí přístroje Pulmomix
– I: – bronchokonstrikce (ARDS, kardiogenní šok, chron. selhávání srdce)
– plicní hypertenzní krize s život ohrožující hypoxémií
– nevýhody: – zlepšení oxygenace pomocí NO je přechodné (asi 24 hodin)
– NO nevede přímo k příznivému zvratu ARDS ani neovlivňuje
mortalitu, proto se jeho užití neřadí ke standardním léčebným
postupům

Zvlhčování a ohřívání vdechované směsi

Fyziologicky je vzduch procházející nosní dutinou ohříván (32°C) a zvlhčován (95%).
U bifurkace trachey je vdechovaný vzduch již zahřátý na teplotu tělesného jádra (37°C)
a zcela vysycen vodními parami (44 mg vody/l vzduchu).

Při zajištění DC se obchází fyziologické ohřívání a zvhlčování dýchací směsi
a je nutné vdechovanou směs zahřívat a zvlhčovat.

Mimimální požadavky týkající se vdechované směsi:
teplota 30 °C
vlhkost 30 mg vody/l

Následky podávání suchého plynu:
vysušení sliznic → zničení řasinkového epitelu již po 2 h vdechování suché směsi
stagnace sekretů → infekce DC
↑ viskozity sputa → obstrukce DC
podráždění průdušek → bronchospasmy
poškození alveolů → ztráta surfaktantu → atelektázy

Zvlhčovače jsou přístroje, které sytí vdechovanou směs vodními parami.
Součástí zvlhčovačů jsou i ohřívače, které ohřívají vdechovanou směs na zvolenou teplotu
(některé moderní typy jsou řízeny mikroprocesorem→ regulací ohřevu podle údajů teplotního čidla u dýchacích cest nemocného).

Aktivní zvlhčování:
vdechovaná směs proudí přes vyhřívaný komorový systém naplněný sterilní vodou
teplota má být nastavena na ↑55°C (pasteurizační efekt – ↓množení bakterií),
chladné plyny z ventilátoru a cesta hadicemi vdechovanou směs bezpečně ochladí
maximální vlhkost je za dané teploty zaručena
nevýhoda: tvorba kondenzátu v okruhu → množení mikrobů → riziko infekce DC

Pasivní zvlhčování:
mezi DC nemocného a okruh je zařazen výměník vlhkosti a tepla (HME filtr),
který při výdechu zadržuje teplo a vlhko
nevýhody: ↓účinnost zvlhčení vzduchu
↑odpor kladený proudícímu plynu – ztížené spontánní dýchání
↑mrtvého prostoru o 30 – 95 ml.

Jako kondenzační zvlhčovač (pasivní výměník vlhkosti a tepla) patří i umělý nos. Má zároveň i účinek antibakteriální.

Neinvazivní UPV

NIVS (Non-Invasive Ventilation Support) = neinvazivní ventilační podpora (NIVP)
= mechanická podpora při dýchání, bez nutnosti invazivního zajištění DC
– ↓dýchací úsilí a usnadňuje výměnu vzduchu

V širším slova smyslu:
– ventilační podpora pomocí zevního negativního tlaku (kyrys – cuirass)
– neinvazivní ventilační podpora pomocí pozitivního tlaku (RKP, ventilátory)
– neinvazivní oscilační ventilace
– stimulace bránice

Na hranici mezi NIV a prostou oxygenoterapií pak stojí
zevní aplikace PEEP pomocí těsné masky s PEEP ventilem,
umístěném na výdechovém ústí.

V užším slova smyslu:
– NIV pomocí dobře těsnící masky a ventilátoru
– možnost použití v domácí péči

I: – CHOPN (akutní exacerbace, chronická forma)
– plicní edém
– před transplantací plic

KI: – bezvědomí → nebezpečí aspirace
– zástava dechu (a oběhu)
– oběhová nestabilita, AIM
– těžká obezita
– poranění, popálení či deformita v obličeji
– nespolupráce nemocného
– neschopnost aktivního odkašlávání
– nadměrná sekrece z DC

Podmínky pro NIV:
– spolupráce s nemocným
– oběhová stabilita
– schopnost aktivního odkašlávání
– zdravá pokožka obličeje, dobrý stav chrupu

Průběh NIV:
– maska (nasální, oronasální, obličejová ) s fixačními popruhy, ev. helma
– nejčastěji NIVS pozitivním přetlakem:
NPPV (Noninvasive Positive Pressure Ventilation) – 15-20 cmH2O
– doba NIVS: 6-18 h (s občasnými přestávkami na 10-15 min → odkašlání,
otření obličeje, příjem tekutin, uvolnění tlaku masky)

Do 2 hodin by mělo dojít ke zlepšení stavu (úprava krevních plynů);
v opačném případě je indikována invazivní UPV.

Přerušení NIVS: – intolerance masky
– oběhová nestabilita, komorové arytmie
– zhoršení stavu
– neschopnost účinné expektorace

Komplikace: – dyskomfort (nevolnost, bolest dutin, pocit sucha)
– klaustrofobie
– defekty od masky
– únik vzduchu kolem masky
– závažné komplikace: aspirace, hypotenze, PNO

Monitorace: – sledování vitálních funkcí a celkového stavu pacienta
– pulzní oxymetrie, kapnometrie
– monitorace vnitřního prostředí, krevních plynů
– ev. dostupnost invazivního monitorování hemodynamiky
– tlaky v DC, dechové objemy, FiO2

Ventilační režimy pro NIVS:

PSV (Pressure Support Ventilation) = PPS, ASB
– tlakově podporovaná ventilace

PAV (Proportional Assist Ventilation)
– proporcionální asistovaná ventilační podpora
– automatický režim, zadává se v % (stupeň podpory nemocného)

CPAP (Continuous Positive Airway Pressure)
– kontinuální pozitivní tlak v DC
– převyšuje atmosférický tlak během nádechu i výdechu → ↑FRV
(pokud je hypoxémie způsobena ↓dechovým objemem VT)

BiPAP (Biphasic Positie Airway Pressure)
– působení pozitivního tlaku ve dvou úrovních:
vyšší tlak při nádechu (usnadňuje nádech)
nižší tlak při výdechu (brání kolapsu bronchiolů)

EPAP (Exspiration Possitive Airway Pressure)
– pozitivní tlak ve výdechu