Купить медицинское кислородное оборудование и технику

Для очистки дыхательной смеси на входе в респиратор размещают специальные фильтры, обеспечивающие защиту респиратора и больного от случайного попадания механических примесей (масла и пр.) из систем газоснабжения. Возле Y – образного соединения может располагаться дополнительный фильтр, который имеет два предназначения. Первое – очищение вдыхаемого и выдыхаемого больным воздуха. Второе – задержка выдыхаемых больным теплых водяных паров, что позволяет фильтру выполнять функции тепловлагообменника (рис 1.4). Подчеркнем, что поступающую из аппарата ИВЛ воздушную смесь необходимо обязательно согревать и увлажнять. Пренебрежение этими мероприятиями приводит к повреждению легких даже после кратковременной механической вентиляции.

Вместо фильтра-тепловлагообменника подогрев и увлажнение вдыхаемой смеси может осуществляться активным увлажнителем. В нём вдуваемая респиратором дыхательная смесь, перед попаданием в легкие больного пропускается через слой воды (метод барботажа), согревается и насыщается водяными парами. Другим вариантом увлажнения является прохождение дыхательной смеси через специальную камеру, в которой происходит испарение воды. Для поддержания высокой интенсивности процесса площадь испарения обычно увеличивают за счет помещения в камеру пористой ткани, похожей на школьную промокательную бумагу (см. рис. 1.1 а). Еще большую степень увлажнения обеспечивает распылитель (небулайзер), который позволяет также распылять в дыхательных путях больного лекарственные препараты. Отметим, что одновременное использование небулайзера и фильтра-тепловлагообменника нецелесообразно, хотя такой подход приходится иногда наблюдать в практической работе. Распыляемые небулайзером частицы жидкости вызывают намокание фильтра и выход его из строя.

Согласно современным требованиям к безопасности, для предупреждения инфицирования медицинского персонала и других пациентов выдыхаемый больным воздух нужно обязательно дезинфицировать. Если используется активный увлажнитель, то нет смысла помещать фильтр-тепловлагообменник возле интубационной трубки, поскольку он намокнет и перестанет функционировать. В связи с этим дополнительный фильтр размещают ближе к аппарату ИВЛ, в колене выдоха дыхательного контура. Такое расположение фильтра предупреждает его быстрое загрязнение мокротой и намокание (см. рис. 1.1 б). Некоторые модели респираторов обладают уникальной возможностью нагрева датчика потока, располагающегося возле респиратора, в конце магистрали выдоха. Нагрев датчика позволяет решить две задачи: предупредить избыточное скопление влаги на нем и дезинфицировать выдыхаемый больным воздух. Последний факт может иметь решающее значение при лечении пациентов с опасными инфекциями дыхательных путей, поскольку позволяет избежать инфицирования медицинского персонала и других больных. Практическое значение этого факта медицинская практика продемонстрировала при лечении пациентов с «птичьим гриппом», называемым также SARS (severe acute respiratory syndrome).

Поступление кислородно-воздушной смеси регулируется работой клапанов вдоха и выдоха. В простых моделях респираторов функции этих клапанов совмещены конструктивно в одном устройстве, которое располагается на аппарате рядом с интубационной трубкой и представляет собой механический лепестковый клапан (см. рис. 1.2 в). Клапан является нереверсивным и позволяет обеспечить движение воздуха: на вдохе в легкие больного, а на выдохе – в окружающую среду. Устройство клапана позволяет приблизительно регулировать величину PEEP.

Поскольку клапан находится в непосредственной близости от интубационной трубки, то при попытке проведения длительной ИВЛ лепестки клапана могут слипаться друг с другом под воздействием влаги выдыхаемого воздуха и перестать адекватно функционировать. Именно наличие лепесткового клапана выдоха не позволяет включить в контур респиратора активный увлажнитель. В связи с этим единственной возможностью обеспечить увлажнение дыхательной смеси в данном случае является использование фильтра-тепловлагообменника. Эффективности тепловлагообменника не всегда хватает для достаточного увлажнения дыхательной смеси, поэтому в реальной клинической практике можно наблюдать попытки использовать активный увлажнитель в рассматриваемых моделях респираторов. Необходимо категорически предостеречь от таких действий, поскольку печальный опыт показывает, что они приводят к серьезной опасности для больного из-за обструкции клапана.

В более сложных моделях клапаны вдоха и выдоха разделены и расположены возле респиратора. Работа клапана вдоха активно регулируется микропроцессором респиратора. В отличие от этого, клапан выдоха чаще всего пассивен, поскольку он открывается выдыхаемым больным воздухом и закрывается при окончании выдоха. Устройство клапана выдоха позволяет достаточно точно дозировать величину РЕЕР. Конструкция клапанов предполагает как использование тепловлагообменника, так и активного увлажнения дыхательных путей с помощью встроенного в дыхательный контур увлажнителя.

Самым современным вариантом является наличие активных клапанов и вдоха, и выдоха. В этом случае открытие и закрытие клапана выдоха регулируется микропроцессором респиратора отдельно от клапана вдоха, что позволяет сохранить возможность спонтанного дыхания больного во время проведения ИВЛ.

Использование двух типов датчиков обеспечивает необходимые звуковые и световые тревоги при несоответствии установок респиратора и действительных параметров вентиляции пациента. Датчики обеспечивают получение респиратором информации, необходимой для функционирования звуковых и световых тревог. Самые важные тревоги следующие:

1. ограничение максимального давления в дыхательных путях (P _max),
2. контроль максимальной частоты дыхательных движений (f _max)
3. контроль минимальной величины дыхательного объема (V_{T min}).

Основная задача датчика потока – анализ выдыхаемого воздуха. Датчик измеряет величину потока, затем микропроцессор респиратора интегрирует этот показатель и вычисляет объем выдыхаемого больным воздуха. Последний должен соответствовать объему, установленному врачом на панели респиратора и вдуваемому в легкие пациента. Основное предназначение датчика давления – контроль этого параметра в дыхательных путях больного для предупреждения баротравмы и утечек воздуха.

Помимо этого, благодаря информации, которую получает респиратор от датчиков потока и давления, аппарат осуществляет процесс отклика на дыхательную попытку больного. Этот отклик называется триггированием, а устройство, которое обеспечивает отклик триггером. Триггер (англ. trigger) означает спусковой крючок.
Существует два типа триггера – по потоку и давлению. Триггер по потоку реагирует на изменения потока воздуха в дыхательном контуре, триггер по давлению – на изменения давления в дыхательных путях при попытке больного совершить вдох. Он может располагаться по отношению к больному проксимально и дистально (см. рис. 1.2 б). Триггер по потоку чувствительнее такового по давлению (рис. 1.5). Кроме того, проксимальный триггер по давлению чувствительнее дистального.

Помимо указанных двух характеристик триггера есть еще одна, не менее важная – время отклика на дыхательную попытку больного. Она обычно не указывается компанией-производителем, поэтому необходимую информацию приходится искать в работах независимых исследователей. В разных моделях респираторов это время составляет от 100 до 500 мс. В ряде аппаратов ИВЛ низкое время отклика реализуется с помощью двух датчиков потока – на вдохе и на выдохе (рис.1.6). Через контур респиратора подается небольшой постоянный, базовый, поток 3-5 л/мин, который проходит мимо больного. Показания датчиков сравниваются респиратором. Если датчик на выдохе регистрирует тот же поток, что и датчик на вдохе, то респиратор понимает, что дыхательных попыток нет. Если больной делает попытку вдоха, то часть базового потока попадает в дыхательные пути. Датчик потока на выдохе регистрирует уменьшение базового потока, что является сигналом для триггирования и подачи механического вдоха.

В некоторых современных респираторах потоковый триггер функционирует без базового потока. Респиратор просто подготавливает поток свежего газа, а при появлении попытки вдоха подает его дыхательные пути. Для функционирования описанной системы должны быть соблюдены высокие технические требования к чувствительности триггера.

Основными характеристиками респираторной системы являются податливость (комплайнс) и сопротивление (резистанс). Величина податливости и сопротивления определяются давлением, потоком и объемом воздуха в легких. Рассмотрим эти понятия на примере объемного механического вдоха (рис. 2.1).

Для подачи заданного объема кислородно-воздушной смеси необходимо обеспечить определенный дыхательный поток. Его максимальная величина на вдохе называется пиковым инспираторным потоком, максимальная величина на выдохе – пиковым экспираторным потоком. При поступлении воздушного потока в легкие в них подается дыхательный объем и создается некоторое давление (P_aw). В начале вдоха это давление максимальное, пиковое (P_peak). Затем оно снижается. При наличии в конце вдоха паузы, во время которой нет движения воздуха в дыхательных путях, можно определить так называемое давление плато вдоха (P_plat). Отсутствие движения воздуха в дыхательной системе во время паузы вдоха приводит к уравниванию давления в трахее, бронхах, альвеолах. Измеряя величину P_plat датчиком давления, располагающимся у наружного конца интубационной трубки, можно оценить давление в альвеолах в конце вдоха (P_alv). С точки зрения газообмена альвеолярное давление является очень важным параметром, поскольку отражает ту движущую силу, которая растягивает альвеолы и обеспечивает градиент давления между ними и легочными капиллярами. Кроме того, от величины P_alv зависит венозный возврат к сердцу и вероятность повреждения альвеол. При выдохе происходит снижение P_aw до того уровня положительного давления в конце выдоха (positive end expiratory pressure, РЕЕР), которое установлено врачом. Последняя величина называется внешним, или аппаратным РЕЕР. Кроме давления, измеренного возле проксимального конца интубационной трубки, клиническое значение имеет величина давления в нижней трети пищевода (P_es), отражающая колебания давления в плевральной полости.

Если у пациента имеется ограничение выдоха, что бывает, например, при хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), то воздух может задерживаться в легких. Вследствие этого поступающие новые порции дыхательной смеси приводят к развитию перерастяжения (гиперинфляции) легких. Одним из критериев оценки гиперинфляции является величина непреднамеренного (внутреннего) РЕЕР. Необходимо учесть, что в этом случае истинный РЕЕР может существенно отличаться от внешнего. Подробнее эта проблема будет рассмотрена в разделе, посвященном проведению ИВЛ у больных с ХОБЛ.

Сопротивление дыхательных путей (R) рассчитывают как частное от деления разницы между P_peak и РЕЕР на величину пикового потока.

R = (P_peak – РЕЕР) : V’
где V’ — пиковый поток.

Податливость (С) определяется разницей давлений в легких во время вдоха и выдоха при введении в них определенного объема воздуха. Если в расчет принимается разница P_plat и РЕЕР, то податливость называется статической (С_stat).

С_stat = V : (P_plat – РЕЕР)

Строго говоря, для того, чтобы измеряемое респиратором давление соответствовало P_plat, нужно создать достаточно длительную паузу вдоха (обычно не менее 0,5 с). За столь длительный промежуток времени можно достичь уравнивания давления в разных альвеолах. Если столь длительная пауза не выдерживается, то в расчетах используют величину P_aw , примерно соответствующую P_plat. В связи с этим показатель податливости называется динамическим (С_dyn).

С_dyn = V : (P_aw – РЕЕР)

Величина, обратная податливости, называется эластичностью легких (E).

E = 1/C

Величина динамической податливости больше статической и зависит не только от эластических свойств легких, но и от сопротивления дыхательных путей. Для клинической практики важно понимать, что чем меньше податливость и больше сопротивление, тем труднее ввести дыхательный объем в легкие больного. Следовательно, тем большее давление в дыхательной системе для этого нужно создать.

Однако энергия механического вдоха расходуется не только на растяжение легких, но и на преодоление эластичности окружающих структур: грудной клетки и живота, а также повязок и бандажей. На поступление воздуха в дыхательную систему влияют свойства:

1. эндотрахеальной (трахеостомической) трубки,
2. собственно легких,
3. грудной клетки.

Грудная клетка представляет собой мышечно-реберный каркас. Наиболее изменчивы характеристики этого каркаса в его нижней части, которая занята диафрагмой. Смещение диафрагмы в краниальном направлении вследствие повышения внутрибрюшного давления является одной из наиболее частых причин изменения механических свойств грудной клетки.

Поступление воздуха в легкие должно преодолеть силы эластичности. Несколько упрощая реальную ситуацию, можно выделить эластичность самих легких и эластичность грудной клетки. Соответственно раздельно рассматривают податливость легких и грудной клетки. Податливостью эндотрахеальной трубки в виду жесткости ее стенок обычно пренебрегают. Кроме того, воздух, поступающий в легкие, имеет определенную вязкость. Как всякая вязкая среда, воздушный поток преодолевает сопротивление тех структур, с которыми он контактирует. Поэтому различают сопротивление эндотрахеальной трубки и сопротивление дыхательных путей.

Раздельный учет 4 факторов — сопротивления эндотрахеальной трубки (R_et), сопротивления дыхательных путей (R_aw), податливости легких (C_L) и податливости грудной клетки (C_CW) — лежит в основе четырехкомпонентной модели легких. Использование этой модели полезно в клинической практике, поскольку позволяет рационально подбирать режимы ИВЛ. Влияние всех четырех компонентов приводит к формированию общего показателя – давления в дыхательной системе (P_aw):

P_aw = (R_et x V’) (R_aw x V’) (C_L / V) (C_CW / V)

Величину P_aw можно измерить с помощью имеющегося во всех респираторах датчика давления, располагающегося в контуре аппарата ИВЛ. Для оценки отдельных компонентов респираторной системы используют дополнительные датчики давления, вводимые в трахею и пищевод пациента. Раздельную оценку сопротивлений эндотрахеальной трубки и дыхательных путей проводят при сравнении показаний датчиков, располагающихся в контуре аппарата и непосредственно в трахее. Анализ изменений трахеального давления позволяет исключить влияние интубационной трубки и оценивать сопротивление только дыхательной системы (рис. 2.2).

Для определения C_L и C_CW используют информацию, получаемую также от двух датчиков: обычного, располагающегося у наружного конца интубационной трубки, и пищеводного, вводимого в нижнюю треть пищевода. Показания последнего соответствуют изменениям плеврального давления.
Как известно, в состоянии выдоха давление в альвеолах равняется атмосферному. В нормальной физиологии величину атмосферного давления принято рассматривать как референтную точку, т.е. принимать ее в качестве нуля. В связи с этим во время выдоха в плевральной полости давление, которое ниже атмосферного, считается отрицательным (обычно -5 см вод. ст.). Такая величина давления нужна для уравновешивания эластичности легких и грудной клетки
При вдохе динамика плеврального давления отражает разные физиологические процессы в зависимости от того, является ли вдох спонтанным или механическим. И при спонтанном вдохе, и при механическом происходит растяжение легких. В обоих случаях сила, которая движет воздух в легкие, создается за счет разницы давлений между альвеолами и окружающей средой.

При механическом вдохе давление окружающей среды, создаваемое респиратором, больше давления в альвеолах. Увеличение давления в альвеолах приводит к росту плеврального давления, которое становится положительным. Иными словами, плевральное давление отражает ту силу, с которой растягиваемые респиратором легкие расправляют грудную клетку. Динамика P_aw, измеряемого возле наружного конца эндотрахеальной трубки при механическом вдохе, определяется силой, с которой респиратор растягивает суммарно легкие и грудную клетку.

Согласно законам физиологии, эластичность респираторной системы (E_rs) равна сумме эластичностей легких (E_L) и грудной клетки (E_CW):

E_rs = E_L E_CW

Общая податливость респираторной системы (C_rs) является результатом совместного влияния C_L и C_CW. Поскольку податливость — это величина, обратная эластичности, получаем следующую формулу:

1/ C_rs = 1/ C_L 1/ C_CW

Путем дальнейших арифметических действий можно рассчитать податливость грудной клетки:

1/ C_CW = 1/ C_rs — 1/ C_L

C_CW = 1 / (1/ C_rs — 1/ C_L)

Иная ситуация возникает при спонтанном вдохе. Градиент давления, движущий воздух в легкие, создается за счет работы мышц вдоха и увеличения грудной клетки в объеме. Отрицательное плевральное давление становится меньше, т.е. еще отрицательнее, что приводит к «засасыванию» воздуха в легкие. Иными словами, изменения плеврального давления при спонтанном вдохе отражают ту силу, с которой грудная клетка растягивает легкие. Из-за активного сокращения дыхательной мускулатуры во время спонтанного вдоха оценить отдельно податливость грудной клетки не представляется возможным. В связи с этим, во время самостоятельного вдоха величина давления, как во всей дыхательной системе, так и в плевральной полости зависит только от податливости легких (C_L).

Зачем нужны описанные физиологические характеристики практикующему реаниматологу? Они необходимы для объяснения современных подходов к проведению респираторной поддержки, которые основаны на четырех основных положениях (Artigas A. et al., 1998):

1. облегчение непереносимой больным работы дыхательной мускулатуры,
2. предупреждение повреждения легких во время ИВЛ,
3. обеспечение оксигенации,
4. поддержание вентиляции (выведения углекислоты).

Подчеркнем, что приведенная последовательность не является случайной. Приоритетными задачами являются первые две. Крайне желательно, чтобы решение остальных задач не вступало в противоречие с ними. Для облегчения непереносимой больным работы дыхательной мускулатуры необходимо создать максимальное соответствие его дыхательного паттерна и работы респиратора. С этой целью нужно подбирать режимы вентиляции, оптимизировать качество триггирования (отклика) респиратора на дыхательные попытки больного, а также использовать оценку состояния механики дыхания конкретного больного.

Для предупреждения повреждения легких во время проведения ИВЛ необходимо предотвращать избыточное повышение давления в альвеолах (баротравму легких), поступление избыточного объема воздуха в легких (волюмотравму) и повторение циклов закрытия–раскрытия альвеол (ателектотравму). Указанные принципы составляют основу лечебной доктрины, называемой «открытыми отдыхающими легкими» («open lung rest»). В многочисленных экспериментальных и клинических работах показано, что невнимание к этим факторам приводит к прогрессированию дисфункции легких и развитию не только дыхательной, но и полиорганной недостаточности из-за выброса из альвеолоцитов повреждающих медиаторов воспаления. Цепь описываемых событий имеет название биотравмы (Plцtz F. et al., 2004).

Для предупреждения баротравмы альвеолярное давление должно быть ограничено величиной 30 см вод. ст. Если у пациента нет проблем с податливостью грудной клетки, то величина давления плато в дыхательных путях соответствует альвеолярному давлению. Поэтому при проведении ИВЛ стараются не превышать давление плато более чем 30 см вод. ст. Для ограничения давления плато при снижении податливости легких приходится уменьшать вводимый дыхательный объем. Доказано, что даже для здоровых легких опасным является длительное применение дыхательных объемов 10-12 мл/кг идеальной массы тела больного и более.

Для непораженных легких безопасен вдуваемый респиратором объем 8-9 мл/кг. Результаты нескольких многоцентровых исследований показали, что при развитии острого респираторного дистресс-синдрома дыхательный объем должен быть снижен до 6 мл/кг (Amato M.B. et al., 1998; Acute Respiratory Distress Syndrome Network, 2000).
Для предупреждения ателектотравмы используют маневры открытия легких – рекрутмента (Lachmann B., 1992). Современные исследования показывают, что обязательным является установка РЕЕР на уровне не менее 5-8 см вод. ст. В ряде случаев применяют и большие величины давления в конце выдоха (Brower R. et al., 2004). Эффективность мероприятий по предупреждению ателектотравмы в клинической практике оценивают по нарастанию статической и динамической податливости легких.

Следует также учесть, что повреждающее действие на легкие оказывают повышенные концентрации кислорода (оксигенотравма). Наиболее вероятный механизм — активация перекисного окисления липидов. Кроме того, избыточное содержание кислорода приводит к низкому содержанию в альвеолах биологически инертного газа азота. Из-за отсутствия азота всасывание кислорода в кровь делает альвеолу безвоздушной, и она спадается. Возникающие при этом микроателектазы называются абсорбционными.

Одним из основных противоречий современной респираторной поддержки является тот факт, что доктрина предупреждения повреждения легких не всегда совместима с обеспечением оксигенации и выведением углекислоты. Для большинства клинических ситуаций некоторая степень гипоксии и гиперкапнии считается допустимой. Согласно современным рекомендациям достаточно поддерживать напряжение кислорода в артериальной крови (раО₂) на уровне 58-60 мм рт. ст., что соответствует насыщению гемоглобина кислородом 88-90%. Допустимой гиперкапнией признается уровень напряжения углекислоты в артериальной крови (раСО₂) 80-100 мм рт. ст., при условии его постепенного повышения (Hickling K. et al., 1990; J. G. Laffey et al., 2004). Обязательным условием переносимости гиперкапнии является поддержание рН плазмы артериальной крови на уровне не менее 7,2 путем эпизодического введения растворов натрия бикарбоната. Необходим также тщательный контроль содержания калия в плазме крови, поскольку существует опасность гиперкалиемии.

Указанные рекомендации не относятся к пациентам с заболеваниями и поражениями мозга и сердца, которые нуждаются не просто в нормальном, а в повышенном уровне оксигенации. Обеспечение гипероксии неизбежно приводит к использованию таких подходов к ИВЛ, которые повреждают легкие. В связи с этим приходится в каждом конкретном случае выбирать между тактикой предупреждения повреждения легких и обеспечением необходимых параметров газообмена. Обычно из-за опасений гипоксии и гиперкапнии в клинической практике величину дыхательного объема снижают чаще всего только до 7-8 мл/кг.

Справедливости ради отметим, что не все авторы согласны с концепцией безопасности невысокого содержания кислорода в артериальной крови и у пациентов с неповрежденным мозгом. Hopkins R.O. et al. в серии работ (1999, 2005) проанализировали состояние психики у больных, выживших после острого респираторного дистресс-синдрома, стратегия лечения которого предполагала поддержание раО₂ на уровне 58-60 мм рт. ст Авторы установили, что 76% этих больных при выписке из больницы страдали нейрокогнитивными расстройствами. У 46% эти нарушения сохранялись через 1 год и у 47% — через 2 года. Установлено, что продолжительность гипоксемии коррелировала со степенью нарушения внимания, памяти, интеллектуальной деятельности
Один из эффективных способов предупреждения баро-, волюмо- и ателектотравмы легких – это сохранение спонтанного дыхания пациента. Положительные эффекты сохранения спонтанного дыхания выявляются только в том случае, если исключается повышение внутригрудного давления во время дыхательных попыток больного. Механизм повышения внутригрудного давления следующий: больной делает вдох, а аппарат ИВЛ – выдох. В результате двух противоположно направленных потоков воздуха избыточно повышается давление в дыхательных путях и увеличивается опасность баротравмы. Описанный процесс называется борьбой больного с респиратором.
Современные технологии позволяют предупредить борьбу с респиратором за счет чувствительных триггеров, активного клапана выдоха и виртуальной поддержки давлением, которые будут рассмотрены ниже. Сохранение спонтанного дыхания при отсутствии борьбы больного с респиратором позволяет решить следующие задачи:

1. спонтанные вдохи увеличивают венозный возврат и насосную функцию здорового сердца (при левожелудочковой недостаточности наблюдается обратный эффект);
2. дополнительный объем дыхания улучшает оксигенацию артериальной крови и выведение углекислоты;
3. отсутствие борьбы с респиратором снимает избыточную работу мышц вдоха и выдоха, экономит кислород, поступающий в ограниченном количестве из-за поражения легких, и обеспечивает комфорт для больного;
4. во время спонтанного вдоха задние мышечные сегменты диафрагмы сокращаются сильнее, чем передние сухожильные, что улучшает вентиляцию дорсальных отделов легких. Поскольку при механическом вдохе сокращения диафрагмы отсутствуют, то давление органов брюшной полости приводит к преимущественному поступлению воздуха в немногочисленные вентральные альвеолы и спаданию дорсальных.

Отмеченные положительные эффекты сохранения спонтанного дыхания касаются только неглубоких вдохов. При значительной глубине спонтанного вдоха проявляются его негативные эффекты. Важнейшие из них следующие:

1. значительная нагрузка на дыхательные мышцы с нерациональным расходом кислорода;
2. пережатие полых вен перераздутыми легкими с нарушением венозного возврата;
3. значительное растяжение альвеол снаружи, со стороны плевральной полости, что в сочетании с раздуванием их респиратором изнутри приводит к повышению так называемого транспульмонального давления и повреждению легких.

Резюмируя сказанное, можно констатировать принципиальное изменение взглядов на респираторную поддержку в настоящее время. Отметим основные положения:

1. практически полный отказ от нетриггированной вентиляции с максимальным вниманием к сохранению спонтанного дыхания пациента;
2. особое внимание к предупреждению повреждения легких из-за нерационального выбора параметров ИВЛ;
3. отказ от стремления к нормализации газообмена и других показателей гомеостаза в пользу так называемых стресс-норм.

Кроме того, наметился пересмотр отношения к ИВЛ как к методике протезирования легких, которую нужно использовать по возможности реже и отказываться от нее, чем раньше, тем лучше. Отношение изменилось в пользу оценки ИВЛ как лечебного метода при заболеваниях и повреждениях легких, при кардиологических и кардиохирургических проблемах. В связи с этим показания к искусственной вентиляции легких и длительность ее проведения расширены во многих клинических ситуациях.

Отметим, что для проведения рациональной респираторной поддержки необходимо понимание не только физиологических особенностей больного, но и деталей реализации режимов ИВЛ в аппаратах различных классов и моделей. Современные респираторы предлагают врачу не альтернативные варианты проведения ИВЛ, а непрерывную гамму режимов. Цель использования разных режимов и алгоритмов ИВЛ – индивидуальный подход к конкретной клинической ситуации. В связи с этим, автор глубоко убежден, что способность реаниматолога разобраться в физиологии и патофизиологии дыхания, а также в деталях технологии респираторной поддержки является одним из маркеров его профессионализма.

Опыт показывает, что научить гораздо легче, чем переучивать. Однако именно с этой неблагодарной задачи – переучивания — начинается данная глава. Выросло целое поколение реаниматологов, которое привыкло любое действие респиратора называть режимом вентиляции. Очевидным объяснением этого факта были эмпирически накапливавшиеся знания об ИВЛ. Однако технологический прогресс привел к необходимости пересмотреть ряд сложившихся представлений, поскольку они вносят путаницу и отрицательно сказываются на эффективности принимаемых врачом клинических решений.

В связи с этим принципиально важно разделить два понятия – алгоритм подачи механических вдохов и режим вентиляции. Под алгоритмом понимают описание последовательности подачи серии вдохов, под режимом – способ реализации отдельного механического вдоха. Совмещение этих понятий и неопределенность формулировок является частой причиной ошибочных представлений о деталях реализации различных способов респираторной поддержки.

Существует два алгоритма искусственной вентиляции. Первый — контролируемая поддержка (Assist Control), второй – перемежающаяся обязательная вентиляция (Intermittent Mandatory Ventilation – IMV). В современных респираторах вместо IMV обычно используют синхронизированную перемежающуюся обязательную вентиляцию (Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation – SIMV). Подчеркнем еще раз, что указанные алгоритмы не являются отдельными режимами ИВЛ. Алгоритмы Assist Control и SIMV в устаревших моделях респираторов назывались режимами потому, что их применяли только в одном случае — при вентиляции, контролируемой по объему. В связи с этим для простоты Volume Assist Control называли просто Assist Control, а Volume SIMV – просто SIMV. В современных респираторах алгоритмы Assist Control и SIMV могут использоваться и при вентиляции, контролируемой по давлению, и при двухуровневой вентиляции, и при смешанных режимах «давление-объем».

Практический опыт показывает, что при описании алгоритмов и режимов вентиляции лучше пользоваться только английскими сокращениями. Ряд соображений позволяет считать такой подход более правильным по сравнению с заучиванием русскоязычных аббревиатур. Во-первых, английские сокращения появились раньше, чем русские. Многие врачи к ним привыкли и вынуждены заниматься обратным переводом на английский при необходимости понять, что означает название режима на русском языке. Во-вторых, качество перевода названия режима на русский язык часто страдает. В связи с этим появляется путаница, как в примере с разбираемым ниже режимом Pressure Limited Ventilation, который часто переводят как «вентиляция по давлению» и неверно идентифицируют с режимом вентиляции, контролируемой по давлению (Pressure Control). Сложно уловить разницу между вентиляцией, контролируемой по объему (Volume Control), поддержкой объема (Volume Support) и поддержкой объемом (Volume Assist). Проще запомнить английское название термина и его суть, чтобы рационально использовать его на практике и не путаться с интерпретацией перевода на русский язык.

При алгоритме Assist Control врач задает параметры отдельного вдоха и базовую частоту подачи этих вдохов (рис. 3.1). Например, базовая частота составляет 10 в 1 мин. Исходя из того, что в минуте 60 с, респиратор делит минуту на 10 промежутков продолжительностью по 6 с (60 : 10 = 6). В течение 6 с респиратор ожидает дыхательную попытку больного. Если она наступает, то машина подает триггированный механический вдох с установленными врачом параметрами. После окончания вдоха открывается клапан выдоха, и происходит пассивный выдох за счет эластической отдачи грудной клетки больного. Затем процесс повторяется. Как только регистрируется новая дыхательная попытка, респиратор производит механический вдох с заданными параметрами.

Если в течение времени, отведенного на ожидание дыхательной попытки (в нашем примере 6 с), она не идентифицируется респиратором, то машина подает негригггированный механический вдох с заданными врачом параметрами. Исходя из логики указанного алгоритма, респиратор подаст такое количество механических вдохов, которое или равно заданной врачом базовой частоте, или выше ее (в нашем примере – 10 вдохов и более). Подчеркнем, что при реализации алгоритма Assist Control все вдохи одинаковые и называются основными (mandatory). Частный случай алгоритма Assist Control, в котором каждый вдох осуществляется с подачей определенного объема, а триггер отсутствует или выключен, представляет собой хорошо знакомый старшему поколению реаниматологов стандартный режим аппаратов серии РО, называемый по-английски Control Mandatory Ventilation (CMV) — контролируемая обязательная вентиляция.

В алгоритме IMV врач тоже задает параметры отдельного вдоха и частоту подачи этих вдохов. Для простоты изложения представим себе ситуацию, когда заданная частота составляет те же 10 вдохов в 1 мин. Также, как и в алгоритме Assist Control, респиратор выделяет 10 промежутков по 6 с (60 : 10 = 6). В самом начале указанного временного промежутка респиратор производит негригггированный механический вдох с заданными параметрами. В течение оставшегося времени клапаны аппарата ИВЛ остаются открытыми, и больной может дышать самостоятельно (рис. 3.2). Через 6 с после начала первого механического вдоха респиратор подает новый вдох.

В современных респираторах чаще используют модификацию алгоритма IMV, называемую SIMV (рис. 3.3). В этом случае начало отсчета времени в заданном промежутке не предполагает немедленной подачи механического вдоха. В качестве примера опять выберем заданную частоту дыхания 10 в 1 мин. В течение 6 с респиратор ожидает дыхательную попытку больного. Если она наступает, то машина подает триггированный механический вдох с установленными врачом параметрами. В течение оставшегося времени клапаны аппарата ИВЛ открыты, и больной может дышать самостоятельно. Через 6 с начинается новый временной промежуток. Если в течение 6 с, отведенных на ожидание дыхательной попытки, она не наступает, то респиратор подает негригггированный механический вдох с заданными врачом параметрами.

Исходя из логики алгоритмов IMV и SIMV, респиратор подаст количество механических вдохов, которое точно соответствует заданной врачом частоте (в нашем примере – 10 вдохов). Если заданная частота составляет ноль, то это означает, что больной дышит самостоятельно через контур респиратора.

При реализации алгоритмов IMV и SIMV между основными вдохами возможно осуществление вставочных, называемых вдохами «по требованию». В простых моделях респираторов вставочные вдохи – только самостоятельные. В более сложных моделях самостоятельные вдохи могут быть поддержаны давлением – режим Pressure Support.

Привычным подходом к режимам ИВЛ является разделение механической вентиляции легких на контролируемую и вспомогательную. В этом случае понятие «контролируемая вентиляция» фактически означает отсутствие возможности анализа респиратором дыхательных попыток больного. «Вспомогательная вентиляция» предполагает включение триггера и подачу механических вдохов с учетом самостоятельного дыхания пациента. Как и в случае с алгоритмами, придется переучиваться и менять привычные представления на более современные.

В настоящее время понятие «контроль» рассматривают с другой точки зрения. При проведении ИВЛ респиратор контролирует соблюдение тех условий, которые заданы врачом. Если поставлена задача подать в легкие определенный дыхательный объем, то вентиляцию называют «контролируемой по объему». Если респиратору поставлена задача создать давление в дыхательных путях, то вентиляцию называют «контролируемой по давлению». Очевидно, что в обоих случаях в дыхательные пути подается поток кислородно-воздушной смеси, имеющей определенный объем и создающей в легких давление, зависящее от их механических свойств. Однако конечная цель респиратора, которую он обеспечивает, разная – объем или давление. Перед современными респираторами могут быть поставлены и более сложные задачи, например, совмещение этих целей: давления и объема. С точки зрения рассматриваемого подхода к понятию «контроль», является ли вдох триггированным или нетриггированным, не имеет значения.

В настоящей главе рассмотрены классические режимы обязательных основных вдохов, контролируемых по давлению и объему, и вдохов по требованию. Однако перед тем как описывать различные режимы, попробуем сформулировать единые принципы их описания.

Любой механический вдох может быть описан, исходя из ответов на три вопроса: как он начинается, как осуществляется и как заканчивается. Начало вдоха называется триггированием. Триггирование «по давлению» – это начало механического вдоха при уменьшении давления в дыхательных путях ниже установленного уровня, называемого чувствительностью триггера.

Триггирование «по потоку» осуществляется при появлении в дыхательном контуре признаков потока воздуха, создаваемого дыхательной попыткой больного. Третий тип триггирования – «по времени». В этом случае респиратор начинает механический вдох без учета дыхательных попыток больного – по окончании установленного врачом промежутка времени, прошедшего после последнего предшествующего вдоха (рис. 4.1). Интересной разновидностью триггирования по потоку является так называемое «триггирование по форме кривой потока». В отличие от классического триггирования по потоку сигналом для начала вдоха служат определенные изменения формы экспираторного потока, вызываемые дыхательной попыткой пациента.

После того как вдох начался, респиратор решает поставленную перед ним задачу. Соответственно этой задаче аппарат ИВЛ может подавать объем кислородно-воздушной смеси в легкие больного или создавать давление в дыхательных путях (рис. 4.2).

После достижения цели, поставленной перед аппаратом ИВЛ, он может переключаться на выдох (рис. 4.3). Для этого открывается клапан выдоха и больной совершает пассивный вдох за счет эластичности легких и грудной клетки. На что ориентируется респиратор, принимая решение о переключении с вдоха на выдох? Наиболее распространенные критерии – достижение заданного объема и продолжительности вдоха. Соответственно способ переключения респиратора называется «переключением по объему» и «переключением по времени». Способ «переключения по объему» — самый очевидный: после доставки целевого объема респиратор тут же переключается на выдох.

Способ «переключения по времени» реализуется в двух вариантах. В первом случае после создания давления в дыхательных путях респиратор поддерживает его в течение заданного времени, затем переключается на выдох. Во втором случае после подачи определенного объема в легкие респиратор делает паузу. Во время паузы нет поступления воздуха ни в легкие, ни из них. После того как проходит время, отведенное на паузу, респиратор переключается на выдох.

Следующий способ называется «переключением по потоку» Для создания давления в дыхательных путях респиратор создает в начале вдоха высокий поток воздуха, называемый пиковым. После того, как давление будет достигнуто, и его нужно только поддерживать на заданном уровне, поток воздуха постепенно уменьшается. В тот момент, когда величина инспираторного потока достигнет определенного уровня по сравнении в пиковым, респиратор переключается на выдох. Обычная величина – 25% от пикового потока. В некоторых моделях респираторов переключение с вдоха на выдох происходит при снижении инспираторного потока до 5 л/мин.
Кроме описанных способов возможно переключение респиратора «по давлению». В виду того, что в данном случае достигнутое давление в дыхательных путях является одновременно и целью механического вдоха, и сигналом к его прекращению, режим вентиляции называется «ограниченным по давлению».

Более сложные критерии переключения с вдоха на выдох предполагают, что респиратор выбирает способ переключения – по времени, по потоку или по объему в зависимости от конкретной клинической ситуации — «комбинированное переключение» (рис. 4.4):

1. Во время подачи заданного объема в легкие респиратор должен переключиться «по объему». Однако из-за снижения податливости респираторной системы или кашлевых попыток больного возникает опасное повышение давления в дыхательных путях. Респиратор прекращает вдох, не достигнув заданного объема — переключается «по давлению».

2. Во время создания заданного давления в дыхательных путях больной начал кашлять или возникла внезапная обструкция дыхательных путей. Вместо «переключения по времени» респиратор переключается «по давлению».

3. Во время подачи дыхательного потока респиратор непрерывно анализирует поставляемый в легкие дыхательный объем. Переключение на выдох возможно «по потоку» или «по объему», в зависимости от того, доставлен целевой дыхательный объем в легкие больного или нет.

Таким образом, каждый механический вдох имеет три характеристики: тип триггирования, тип доставки (контроля) и способ переключения. Соответственно этим характеристикам и будут описаны режимы ИВЛ.

Проведение объемной вентиляции в режиме Volume Control возможно в алгоритмах Assist Control и SIMV (см. рис. 3.1 и 3.2). Кроме того, при алгоритме SIMV имеется возможность осуществления вдохов по требованию в специальных режимах Pressure Support и CPAP.

В любой модели респиратора, даже в самой простой, врач устанавливает величину дыхательного объема обязательного механического вдоха и частоту дыхания. Кроме того, в более сложных моделях можно регулировать скорость потока подаваемого обязательного вдоха, для чего существуют три способа:

1. установка величины пикового потока;
2. изменение соотношения вдоха к выдоху;
3. изменение формы потока.

Начнем с установки величины пикового потока. При объемной вентиляции респиратор получает задачу подать в легкие определенный дыхательный объем. Для этого нужно создать дыхательный поток, который имеет максимальные (пиковые) значения в начале вдоха. Чем больше величина пикового потока, тем быстрее поступает дыхательный объем в легкие больного. Соответственно укорачивается время вдоха и удлиняется выдох. Кроме того, увеличивается пиковое давление в дыхательной системе. Если у пациента есть проблемы с обеспечением выдоха (например, он страдает ХОБЛ), то нарастание скорости пикового потока является положительным моментом. С другой стороны, повышение пикового давления может провоцировать возникновение кашля и усиливать опасность баротравмы. Вопрос о том, что более опасно для больного в отношении возникновения баротравмы при остром повреждении легких (ОПЛ) и остром респираторном дистресс-синдроме (ОРДС) – повышение пикового давления или давления плато вдоха, остается открытым. Тем не менее рациональнее избегать значительного повышения пикового давления в дыхательных путях.

Еще одним фактором, определяющим оптимальную величину пикового потока, является индивидуальный дыхательный паттерн больного. Внимательное наблюдение за экскурсиями грудной клетки и соответствием работы аппарата ИВЛ потребностям больного позволяет выбрать оптимальную величину пикового потока. Значительно облегчает решение указанной задачи графическое представление кривых давления, потока и объема на экране респиратора.

Изменение отношения вдоха к выдоху приводит к тем же результатам, что и регулирование величины пикового потока. В простых моделях указанная регулировка осуществляется ступенчато, в более сложных — плавно. Аналогично описанным подходам по изменению пикового потока, для пациентов с ОПЛ и ОРДС нужно устанавливать отношение вдоха к выдоху больше (1:2-1:1, иногда 2:1), чем для больных с ХОБЛ (1:3-1:4).

Форма потока может быть нисходящей, прямоугольной, синусообразной и восходящей (рис. 4.5). Рекомендуется использовать нисходящую форму потока, поскольку она в большей степени похожа на форму потока при вентиляции Pressure Control. Указанное обстоятельство обеспечивает лучшее распределение вдыхаемой кислородно-воздушной смеси при меньшем давлении в дыхательных путях по сравнению с остальными формами потока. Наименее удачна в этом отношении восходящая форма потока, поэтому она практически не реализуется современными респираторами.

Для лучшего распределения поступившей в легкие дыхательной смеси имеется возможность создания паузы вдоха. Во время паузы все клапаны респиратора закрыты, что, кроме того, позволяет оценить величину давления плато.

Триггирование. Установка чувствительности производится в зависимости от типа используемого триггера. Если применяется триггер по давлению, то чувствительность дозируется в сантиметрах водного столба. Порог триггирования соответствует той величине отрицательного давления в контуре респиратора, которую создает больной при попытке вдоха. Для увеличения чувствительности триггера и укорочения времени отклика респиратора на дыхательную попытку больного датчик давления располагают вблизи интубационной трубки (проксимальный триггер).

Если установки чувствительности слишком высоки по абсолютной величине, то дыхательные попытки больного не приводят к триггированию вдоха – так называемые неэффективные попытки (рис. 4.6). Однако если установить слишком маленькую абсолютную величину, то может возникнуть аутоциклирование.

Аутоциклирование – это подача «несанкционированных» вдохов: нет дыхательной попытки больного, не наступило время для подачи нетриггированного вдоха. Иными словами, респиратор реагирует на ложные стимулы для начала вдоха. Причиной аутоциклирования могут быть утечки по контуру (рис. 4.7). Вторая причина – слишком длительное время вдоха, вследствие чего у больного не остается времени на полноценный выдох. В результате в обоих случаях в конце выдоха имеется давление ниже порога установленной чувствительности, которое респиратор воспринимает как сигнал к подаче нового вдоха. Еще одна причина аутоциклирования — небольшие движения воздуха в дыхательном контуре, например при появлении в нем конденсата или при передаче сокращений сердца при высоком ударном объеме (см. рис. 10.5). Нередко к аутоциклированию приводит икота.

Если применяется триггер по потоку, то чувствительность дозируют в литрах в минуту. Порог триггирования соответствует той величине потока, который создает больной при попытке вдоха. Простые модели респираторов имеют только один датчик потока, который располагается в колене выдоха дыхательного контура вблизи респиратора на удалении от больного (дистальный триггер). В связи с этим нередко можно наблюдать ситуации, когда респиратор реагирует на дыхательную попытку с большой задержкой. В результате теоретически более чувствительный, но располагающийся дистально триггер по потоку оказывается на деле менее чувствительным, чем триггер по давлению, располагающийся проксимально. Единственным преимуществом триггера по потоку в итоге оказывается меньшая тенденция к развитию аутоциклирования.

Отключение триггера – так называемый триггер «по времени» — приводит к появлению режима контролируемой минутной вентиляции (Controlled Mandatory Ventilation – CMV) (см. рис. 4.1 А). Для того чтобы отключить триггирование, в некоторых моделях существует положение «Выключено». В других респираторах нужно установить слишком большую величину необходимого для триггирования отрицательного давления в дыхательных путях.

Подчеркнем, что в настоящее время данный режим используется только при полном выключении спонтанного дыхания во время наркоза или в редких случаях грубой дыхательной аритмии (например, при столбняке, судорожном статусе, иногда – при тяжелом ОРДС). Впрочем, даже в таких клинических ситуациях использование современных респираторов высокого класса обеспечивает совпадение дыхательного паттерна больного и работы аппарата ИВЛ без выключения спонтанного дыхания.

Доставка. В режиме Volume Control респиратор осуществляет доставку (контроль) объема.

Переключение с вдоха на выдох. Этот процесс возможен в трех вариантах: «по объему», т.е. после введения в легкие заданного объема, «по давлению» — при превышении безопасного уровня давления в дыхательных путях и «по времени» — после окончания установленной врачом паузы вдоха.

Тревоги. В описываемом режиме возможны следующие тревоги:
1. ограничение максимального давления в дыхательных путях (P_max). Эта тревога не просто обеспечивает звуковую и световую сигнализацию о превышении допустимого давления в дыхательной системе, но и прерывает механический вдох для предупреждения баротравмы. Очевидно, что повторение подобных ситуаций может привести к гиповентиляции и гипоксии, поэтому необходимы меры по разрешению вызывающей тревогу проблемы;
2. ограничение верхней и нижней границы минутного объема дыхания (МОД). Указанная тревога позволяет вовремя диагностировать гипер- и гиповентиляцию;
3. контроль верхнего предела частоты дыхания. Данная тревога позволяет предупредить избыточную работу дыхательной мускулатуры. Тревога нижней границы МОД может не диагностировать снижение дыхательного объема из-за компенсаторного учащения дыхания. В то же время благодаря тревоге верхнего предела частоты можно предупредить избыточную работу дыхательной мускулатуры;
4. контроль нижней границы дыхательного объема. Указанную тревогу используют вместо предыдущей;
5. контроль нижней границы давления в дыхательных путя;.
6. контроль нижней границы установленного РЕЕР. Последние две тревоги позволяют вовремя диагностировать небольшие утечки в дыхательном контуре, связанные с неплотными соединениями шлангов, сдутой манжетой интубационной трубки, треснутым влагосборником и т.д.

Преимущества режима. Вентиляция в режиме Volume Control гарантирует поступление определенного объема кислорода и выведение необходимого количества углекислоты.

Недостатки режима. При ухудшении механических свойств легких возможно избыточное повышение давления в дыхательных путях, что небезопасно, так как приводит или к баротравме, или к преждевременному прерыванию вдоха и гиповентиляции. В большинстве респираторов, кроме самых современных моделей, исключена возможность самостоятельного дыхания больного во время подачи механического вдоха.

Показания к использованию режима Volume Control – проведение респираторной поддержки в тех случаях, когда нет выраженного поражения легких и при этом крайне важно обеспечить точное поступление кислорода и выведение углекислоты. В первую очередь это касается пациентов с заболеваниями и поражениями головного мозга. Больные указанной категории очень чувствительны к гипоксии. Они также плохо переносят резкие колебания уровня углекислоты: гипокапния вызывает спазм церебральных сосудов, гиперкапния приводит к внутричерепной гипертензии. Так же, как и для пациентов с пораженным мозгом, гипоксия очень опасна для больных с тяжелой патологией сердца.

Стандартные установки респиратора в режиме Volume Control: дыхательный объем 8-9 мл/кг (обычно 600-700 мл), частота вдохов 12-14 в 1 мин, РЕЕР – 5-8 см вод. ст., чувствительность – 3-4 см вод. ст. или 1,5-2 л/мин, форма потока – нисходящая, пауза вдоха – 0,1-0,3 с, скорость пикового потока – 35-40 л/мин. Отношение вдоха к выдоху – 1:2. У пациентов с затруднением выдоха скорость потока может быть увеличена до 70-90 л/мин, отношение вдоха к выдоху следует уменьшить до 1:3 – 1:4, а величина паузы вдоха должна быть установлена на ноль.

Тревоги: P_max 20-25 см вод. ст. Величина остальных устанавливается таким образом, чтобы отличаться от реальных показателей минутного и дыхательного объема, частоты дыхания, давления в дыхательных путях и РЕЕР на 15-20%. Если границы тревог установлены слишком близко к реальным показателям, то они будут очень часто срабатывать, что приведет к игнорированию их персоналом. Если границы будут установлены слишком далеко, то реальные параметры ИВЛ могут значительно отличаться от установленных показателей. И в том, и в другом случае пострадает безопасность больного.

Коммерческие названия режима. В случае, когда отсутствует триггирование вдохов, режим носит название контролируемой обязательной вентиляции (Control Mandatory Ventilation, CMV), или перемежающейся вентиляции под положительным давлением (Intermittent Positive Pressure Ventilation, IPPV). При включении триггера режим носит название CMV Assist или CMV – SIMV (IPPV Assist или IPPV – SIMV, соответственно).

Обязательные вдохи, контролируемые по давлению, могут осуществляться в двух режимах: Pressure Limited Ventilation и Pressure Control.

4.3.1. Режим Pressure Limited Ventilation (PLV)

Логика реализации режима вентиляции, ограниченной по давлению (Pressure Limited Ventilation — PLV), заключается в следующем. Врач устанавливает предел достижения давления в дыхательных путях больного. Респиратор начинает вводить в легкие кислородно-воздушную смесь до тех пор, пока давление не достигнет заданного уровня. После этого вдох прекращается. Больной совершает пассивный выдох, силой которого открывается клапан выдоха респиратора. Изменения давления, потока и объема воздуха в дыхательных путях при использовании режима PLV показаны на рис. 4.8. Проведение вентиляции в режиме PLV возможно в алгоритмах Assist Control и SIMV.

Триггирование. Осуществляется «по потоку», «по давлению» и «по времени».
Доставка и переключение с вдоха на выдох. В режиме PLV оба процесса осуществляются «по давлению».

Преимущества режима. Вентиляция в режиме PLV безопасна в плане возможной баротравмы легких. Кроме того, режим привлекает простотой реализации. Для проведения ИВЛ в режиме PLV не нужно хорошей герметичности дыхательных путей. Указанное обстоятельство объясняет его широкое использование в детской практике, поскольку на интубационных трубках малого диаметра нет манжеты. Используют данный режим у пациентов с бронхо-плевральными свищами.

Недостатки режима. Режим PLV не позволяет врачу точно определить объем поступающего воздуха. В связи с этим при любом затруднении для поступления дыхательной смеси в легкие (перегиб шланга, скопление мокроты и пр.) может снижаться минутный объем дыхания. Возникает гипоксия и гиперкапния. Из-за неопределенности объема вентиляции вероятна и противоположная ситуация – гипервентиляция, которая приводит к гипокапнии, спазму церебральных и периферических сосудов.

Недостатком режима является также нерациональное распределение кислородно-воздушной смеси в легких из-за того, что повышение давление в дыхательных путях носит пиковый характер.

Показания к использованию режима PLV при лечении взрослых больных ограничены внутрибольничной транспортировкой.

Стандартные установки респиратора в режиме PLV: давление вдоха 20-25 см вод. ст., частота вдохов 12-14 в 1 мин, РЕЕР – 5-8 см вод. ст. (в некоторых моделях возможна установка времени вдоха – 0,5-0,8 с).

В ряде современных респираторов иногда режимом PLV называют вариант Volume Control с двумя ограничениями давления в дыхательных путях (см. раздел 9.1). Очевидно, что установки режима в последнем случае отличаются от выше описанных.

4.3.2. Режим Pressure Control

Режим Pressure Control принципиально отличается от Pressure Limited Ventilation. Отличие состоит в том, что респиратор не переключается с вдоха на выдох сразу после достижения заданного давления в дыхательных путях. Вместо этого достигнутое давление поддерживается некоторое время, благодаря чему улучшается распределение воздушно-кислородной смеси в легких (см. рис. 4.3. б и 4.9.б).

Остальные параметры режима ничем не отличаются от Volume Control. Ввиду того, что врач не устанавливает необходимый дыхательный объем, последний зависит от заданного давления и податливости легких. В связи с этим особое значение приобретает установка тревог величин МОД, дыхательного объема и частоты дыхания. Проведение вентиляции, контролируемой по давлению, возможно в алгоритмах Assist Control и SIMV.

В современных респираторах можно изменять скорость потока в начале вдоха. Для этого существует возможность менять наклон кривой давления. Положительная величина наклона замедляет поток, отрицательная — ускоряет.

Триггирование. Осуществляется «по потоку», «по давлению» и «по времени».
Доставка. Доставка (контроль) осуществляется «по давлению».

Переключение с вдоха на выдох. В режиме Pressure Control возможно переключение «по времени» (основной способ) и «по давлению» (дополнительный способ при случайном избыточном давлении в дыхательных путях, например, при кашле больного).

Преимущества режима. При проведении респираторной поддержки в режиме Pressure Control гарантировано ограничение давления в дыхательных путях, что исключает опасность баротравмы. При реализации режима создается нисходящий пиковый поток, который способствует хорошему распределению кислородно-воздушной смеси в дыхательной системе и обычно хорошо адаптирован к потребностям больного. Точная установка времени вдоха позволяет предупредить проблемы, связанные с наличием утечек в дыхательном контуре, являющихся ахиллесовой пятой третьего режима по давлению – Pressure Support.

Недостатки режима. Снижение податливости легких, механические препятствия для поступающей дыхательной смеси вызывают снижение МОД. Указанное обстоятельство может приводить к гипоксии и гиперкапнии при некорректных установках тревог. Существенным ограничением режима Pressure Control является отсутствие объективных критериев оптимальной длительности вдоха. Как правило, в клинической практике ее выбирают эмпирически.

Показания к использованию режима Pressure Control – проведение респираторной поддержки при выраженном поражении легких и отсутствии крайней необходимости обеспечения точного поступления кислорода и выведения углекислоты. В первую очередь режим показан пациентам с ОПЛ и ОРДС без сопутствующей патологии мозга и сердца.

Стандартные установки респиратора в режиме Pressure Control: давление вдоха (P_insp) – 15-18 см вод. ст., время вдоха – 0,7-0,8 с, частота вдохов 12-14 в 1 мин, РЕЕР – 5-8 см вод. ст., чувствительность – 3-4 см вод. ст. или 1,5-2 л/мин. У пациентов с затруднением выдоха время вдоха может быть снижено до 0,5-0,6 с.

Можно использовать также следующий подход к подбору параметров вдоха в режиме Pressure Control. Оптимальное заполнение легких кислородно-воздушной смесью во время вдоха достигается в том случае, если к концу выдоха скорость дыхательного потока становится равной нулю (рис. 4.9 б). Если скорость не достигает нулевой отметки, это означает, что длительности вдоха не хватает для полноценного заполнения легких (рис. 4.9 а). Если скорость потока на вдохе снижается до нуля раньше окончания вдоха, следовательно, время вдоха установлено избыточным и в конце вдоха имеется пауза (рис. 4.9 в). Исходя из указанных соображений, время вдоха обычно устанавливают таким образом, чтобы обеспечить нулевой поток в конце вдоха. Если создаваемая при этом величина дыхательного объема отличается от необходимой – меняют P_insp.

Следует обратить внимание, что в зависимости от модели респиратора величина P_insp устанавливается по разному. В одних моделях она отсчитывается от нулевого уровня, в других – добавляется к величине РЕЕР.

Тревоги: верхняя граница МОД – 12 л/мин, нижняя граница МОД – 6 л/мин, верхний предел частоты дыхания — 25 в 1 мин, нижняя граница дыхательного объема – 4-5 мл/кг (обычно 400–450 мл), нижняя граница давления в дыхательных путях – 10 см вод. ст., нижняя граница установленного РЕЕР – 3 см вод. ст., P_max – 30 см вод. ст.

Коммерческие названия режима. В случае, когда отсутствует триггирование вдохов, режим называется контролируемой вентиляцией по давлению (Pressure Control Ventilation, PCV). При включении триггера режим носит названия PCV Assist или PCV – SIMV.

При использовании алгоритма SIMV вставочные вдохи (по требованию) могут быть реализованы в режимах Pressure Support или CPAP. В том случае, если число обязательных вдохов установлено врачом на ноль, то указанные режимы по требованию становятся единственным способом респираторной поддержки.

4.4.1. Режим Pressure Support

Pressure Support (поддержка давлением) является еще одним режимом вентиляции, ориентированным на создание давления в дыхательных путях. В отличие от Pressure Control и PLV он требует обязательной дыхательной попытки больного, т.е. происходит только по требованию. Режим может применяться как в качестве самостоятельного варианта ИВЛ, так и для поддержки спонтанных вдохов при реализации алгоритма SIMV. В последнем случае обязательные вдохи в алгоритме SIMV осуществляются либо в режиме Volume Control, либо Pressure Control, либо, как мы увидим дальше, BIPAP или PRVC. При проведении вентиляции в режиме Pressure Support врач устанавливает только три параметра – величину создаваемого респиратором давления в дыхательных путях, уровень РЕЕР и чувствительность триггера. Главное отличие режима Pressure Support от других режимов вентиляции по давлению состоит в способе переключения респиратора на выдох – «по потоку» (см. рис. 4.3 в).

Проведение ИВЛ в режиме Pressure Support требует наличия самостоятельных дыхательных попыток. В связи с этим при урежении или остановке дыхания имеется серьезная угроза гипоксии и гиперкапнии. В ряде моделей эта проблема решается включением звуковой и световой тревоги, сигнализирующей о снижении МОД. Однако такой подход небезопасен. В связи с этим современные требования к респираторам предусматривают обязательность установки резервной, так называемой апнойной вентиляции. Как правило, параметры отдельного вдоха апнойной вентиляции устанавливаются соответственно параметрам обязательного вдоха в алгоритме SIMV.

Кроме того, врач задает частоту подачи этих вдохов при возникновении апноэ, а также время, по истечении которого отсутствие дыхательных попыток признается сигналом для начала апнойной вентиляции (так называемое время апноэ). Подчеркнем важность правильного выбора параметров обязательного вдоха в алгоритме SIMV, даже если их частота установлена на ноль, поскольку они являются параметрами механических вдохов при апнойной вентиляции.

Триггирование. Осуществляется «по потоку» и «по давлению».

Доставка. Доставка (контроль) происходит «по давлению».

Переключение с вдоха на выдох. В режиме Pressure Support возможно переключение «по потоку» (основной способ) и «по давлению» (дополнительный способ при случайном избыточном давлении в дыхательных путях, например, при кашле больного).

Преимущества режима. Теоретические позиции, заложенные в основу режима, делают его наиболее привлекательным с точки зрения соответствия работы респиратора и дыхательного паттерна больного. В отличие от других режимов по давлению в Pressure Support переключение с вдоха на выдох происходит в соответствии с логичными физиологическими принципами.

Недостатки режима. Классический способ реализации режима имеет несколько существенных недостатков. Первый – это высокая чувствительность режима к герметичности дыхательных путей. При наличии утечек воздуха (например, при сдутой манжете интубационной трубки) может возникнуть ситуация, при которой респиратор длительно не переключается с вдоха на выдох. Утечка воздуха компенсируется респиратором путем поддержания достаточно высокого потока, величина которого долго не снижается до необходимого 25%-го порога. В результате механический вдох может продолжаться теоретически до бесконечности (рис. 4.10 б). Новые попытки больного сделать вдох приведут к выраженной несинхронности работы аппарата ИВЛ и дыхания пациента. Для того чтобы частично компенсировать описанную проблему, в большинстве респираторов предусмотрено прекращение механического вдоха в режиме Pressure Support в том случае, если длительность его превышает 3 с. Очевидно, что полноценным решением указанной проблемы данную техническую «уловку» считать нельзя.

Второй недостаток Pressure Support тоже вызван стандартными условиями переключения с вдоха на выдох. Больные с ХОБЛ, у которых акт выдоха часто активен из-за участия дыхательных мышц, могут начать выдох раньше, чем будет достигнут 25%-ный порог (рис. 4.10 в). Данная ситуация также вызывает несинхронность работы респиратора и дыхания больного.

Третий недостаток режима связан с нелинейностью изменений потока при прохождении дыхательной смеси через интубационную трубку. Серьезность этого недостатка требует более подробного рассмотрения. Согласно логике режима Pressure Support, респиратор ориентирован на создание постоянной (целевой, заданной врачом) величины давления во время вдоха. Целевая величина P_insp позволяет регулировать поддержку в зависимости от реально возникающего давления в дыхательных путях.

Если бы ориентиром для респиратора служило создаваемое им давление в трахее (P_tr), то режим Pressure Support был бы практически идеальным. Постепенное линейное нарастание P_tr во время вдоха вызывало бы пропорциональное уменьшение степени поддержки. Однако в классическом варианте Pressure Support имеется возможность измерения только давления в дыхательном контуре (P_aw). Следовательно, степень поддержки определяется в соответствие с изменениями P_aw. Из-за сопротивления интубационной трубки изменения P_tr и P_aw непропорциональны относительно друг друга. В начале вдоха P_tr растет быстрее, чем P_aw, а в конце вдоха – наоборот (рис. 4.11). Следовательно, при «ориентации» респиратора на уровень P_aw вместо P_tr поддержка, необходимая для преодоления сопротивления интубационной трубки, не соответствует потребностям больного. В начале вдоха ее уровень является недостаточным для компенсации работы дыхательных мышц пациента, а в конце вдоха — избыточным. Во время выдоха респиратор тоже не помогает больному преодолевать сопротивление интубационной трубки выдыхаемому воздуху. Попытка решить указанные проблемы сделана при реализации режима ATC.

Показания к использованию Pressure Support во многом схожи с показаниями к режиму Pressure Control. Режим применяют для проведения респираторной поддержки при выраженном поражении легких и не очень строгих требованиях к оксигенации и вентиляции. Кроме того, часто его используют при отлучении пациента от респиратора.

Стандартные установки респиратора в режиме Pressure Support: давление вдоха (P_insp) – 15-18 см вод. ст., РЕЕР – 5-8 см вод. ст., чувствительность – 3-4 см вод. ст. или 1,5-2 л/мин. Большинство врачей считает оптимальной такую величину P_insp, при которой частота вдохов в режиме Pressure Support составляет 8-12 в мин. Если данная частота больше, значит давление вдоха недостаточно, и больной стремится компенсировать низкую величину дыхательного объема увеличением частоты дыхания. Если частота дыхания слишком низкая, значит, величина давления поддержки избыточна.

Тревоги: верхняя граница МОД – 12 л/мин, нижняя граница МОД – 6 л/мин, верхний предел частоты дыхания — 25 в 1 мин, нижняя граница дыхательного объема – 5-6 мл/кг (обычно 450-500 мл), нижняя граница давления в дыхательных путях – 10 см вод. ст., нижняя граница установленного РЕЕР – 3 см вод. ст., P_max — 30 см вод. ст. Продолжительность допустимого апноэ – 20 с, частота апнойной вентиляции – 15 в 1 мин. Параметры обязательного вдоха при апнойной вентиляции устанавливаются так, чтобы дыхательный объем составлял 650-700 мл.

Коммерческие названия режима: вентиляция с поддержкой давлением (Pressure Support Ventilation, PSV), поддержка самостоятельного дыхания (Assisted Spontaneous Breathing, ASB).

4.4.2. Режим Continuous Positive Airway Pressure (CPAP)

Для реализации режима постоянного положительного давления в дыхательных путях – Continuous Positive Airway Pressure (CPAP) — обязательным является самостоятельное дыхание больного. Обычный способ его установки – через алгоритм SIMV. Частоту обязательных вдохов и величину Pressure Support устанавливают на ноль. Величину CPAP регулируют ручкой РЕЕР (рис. 4.12). В режиме CPAP респиратор, стремясь поддерживать установленный врачом уровень давления в дыхательных путях, постоянно подает в них поток кислородо-воздушной смеси, существенно облегчая дыхание больного.

Преимущества режима. Респираторная поддержка в режиме CPAP позволяет решить ряд клинических задач:

1. обеспечить воздушность альвеол за счет повышения функциональной остаточной емкости легких и предупреждения преждевременного экспираторного закрытия дыхательных путей;
2. поддержать проходимость верхних отделов дыхательных путей при проведении неинвазивной вентиляции через маску или специальный шлем.

Недостатки режима. При развитии усталости дыхательной мускулатуры и при угнетения самостоятельного дыхания могут возникать гипоксия и гиперкапния.

Показания к использованию режима CPAP – неинвазивная вентиляция при сердечной астме, респираторная поддержка в неосложненном послеоперационном периоде, отлучение от ИВЛ.

Стандартные установки респиратора в режиме CPAP: давление в дыхательных путях (РЕЕР) 5-8 см вод. ст.

Тревоги: верхняя граница МОД – 12 л/мин, нижняя граница МОД – 6 л/мин, верхний предел частоты дыхания – 25 в 1 мин, нижняя граница установленного РЕЕР – 3 см вод. ст. Продолжительность допустимого апноэ – 20 с, частота апнойной вентиляции – 15 в 1 мин. Параметры обязательного вдоха при апнойной вентиляции устанавливаются так, чтобы дыхательный объем составлял 650-700 мл.

Развитие современной респираторной техники позволяет проводить ИВЛ с двумя уровнями давления в дыхательных путях. Для понимания логики режима двухфазного положительного давления в дыхательных путях (Biphasic Positive Airway Pressure – BIPAP) представим его реализацию в алгоритме SIMV (рис. 5.1).

При регистрации дыхательной попытки респиратор повышает давление в дыхательных путях (так называемое верхнее давление). Скорость потока в начале вдоха можно изменять: делать наклон давления положительным или отрицательным. Достигнутое давление поддерживается в течение установленного промежутка времени. В это время больной способен дышать самостоятельно. Респиратор старается удержать заданное давление: при вдохе больного он увеличивает поток воздуха, при выдохе – уменьшает. Затем окончательно закрывается клапан вдоха и открывается клапан выдоха. Больной совершает пассивный выдох. В это время в дыхательных путях поддерживается установленный врачом уровень PEEP (нижний уровень давления).

Попытки самостоятельного дыхания больного на нижнем уровне давления точно так же отслеживаются респиратором, как это было на верхнем уровне. Очевидно, что если самостоятельного дыхания нет, то режим полностью соответствует Pressure Control в алгоритме SIMV. При появлении самостоятельного давления больного режим становится полноценным BIPAP.

Ряд компаний, производящих респираторы, совсем отказались от отдельного режима Pressure Control. Для того чтобы создать условия, соответствующие режиму Pressure Control, в этих респираторах режим BIPAP может реализовываться как в алгоритме Assist Control, так и SIMV.

Обычное соотношение длительности поддержания верхнего и нижнего давления в дыхательных путях в режиме BIPAP 1:2 – 1:1. Если отсутствует спонтанное дыхание больного, то отношение вдоха к выдоху остается таким же: 1:2 – 1:1. Следует учесть, что при наличии спонтанного дыхания больного реальное отношение вдоха к выдоху может быть рассчитано только с учетом длительности самостоятельных вдохов и выдохов. В связи с этим истинное отношение вдоха к выдоху определяется не столько установками респиратора, сколько дыхательным паттерном пациента.

Если длительность поддержания верхнего давления увеличить настолько, что для периода нижнего давления останется только совсем незначительное время, то режим будет носить название вентиляции с освобождением давления в дыхательных путях (Airway Pressure Release Ventilation, APRV). Название режима подчеркивает тот факт, что во время короткой фазы нижнего давления дыхательные пути больного «освобождаются» от избыточного давления (рис. 5.2). В режиме APRV истинное отношение вдоха к выдоху тоже определяется дыхательным паттерном пациента.

На примере рассматриваемых режимов можно наблюдать одну их характерных тенденций современной ИВЛ – плавный переход одного режима в другой. Режим Pressure Control при нарастании спонтанной дыхательной активности превращается в BIPAP. Удлинение вдоха и укорочение выдоха изменяет режим вентиляции на APRV. Установка одинаковой величины верхнего и нижнего уровня давления переводит вентиляцию в режим CPAP.

Интересно также отметить, что высокая частота спонтанных дыханий создает сходную физиологическую ситуацию при APRV и проведении высокочастотной ИВЛ. Высокая частота механических вдохов при высокочастотной ИВЛ, как при струйной, так и осцилляторной, за счет формирования ауто-РЕЕР тоже обеспечивает постоянное давление в дыхательных путях, которое периодически снижается при спонтанном выдохе больного.

Триггирование. Осуществляется «по потоку», «по давлению» и «по времени».
Доставка. Доставка (контроль) происходит «по давлению».

Переключение с вдоха на выдох. В режиме BIPAP и APRV возможно переключение «по времени» (основной способ) и «по давлению» (дополнительный способ при случайном избыточном давлении в дыхательных путях, например, при кашле больного).

Преимущества режимов. Режимы BIPAP и APRV позволяют реализовывать все преимущества вентиляции по давлению, касающиеся хорошего распределения дыхательной смеси в легких и предупреждения баротравмы. Кроме того, сохранение спонтанного дыхания больного увеличивает оксигенацию, улучшает выведение углекислоты, способствует улучшению венозного возврата к сердцу и стабилизации гемодинамики.

Недостатки режимов. При значительных потребностях в поступлении кислорода и выведении углекислоты пациент пытается их удовлетворить учащением и углублением спонтанного дыхания. Поскольку обычный алгоритм реализации режима – SIMV, то указанное обстоятельство может быть причиной грубой дыхательной аритмии. В результате спонтанное дыхание из положительного фактора превращается в отрицательный: больной тратит слишком много кислорода на избыточную работу дыхательной мускулатуры. Возможным решением указанной проблемы является поддержка спонтанных вдохов, происходящих во время нижней фазы давления, путем использования Pressure Support. Если позволяет респиратор, можно также изменить алгоритм режима на Assist Control.

Значительное повышение внутрибрюшного давления также способно затруднять самостоятельное дыхание и проведение вентиляции в режиме BIPAP.
Показания к использованию режима BIPAP – проведение респираторной поддержки при ОПЛ и ОРДС.

Стандартные установки респиратора в режиме BIPAP-SIMV: давление вдоха (P_insp) – 15-18 см вод. ст., время вдоха – 0,7-0,8 с, частота вдохов 12-14 в 1 мин, РЕЕР – 5-8 см вод. ст., чувствительность – 3-4 см вод. ст. или 1,5-2 л/мин. У пациентов с затруднением выдоха время вдоха может быть снижено до 0,5-0,6 с.

Тревоги: верхняя граница МОД – 12 л/мин, нижняя граница МОД – 6 л/мин, верхний предел частоты дыхания — 30 в 1 мин, нижняя граница установленного РЕЕР – 3 см вод. ст., P_max — 30 см вод. ст.

Коммерческие названия режима: двойная вентиляция (BiVent), двухуровневая вентиляция (BiLevel), режим двойного положительного давления в дыхательных путях (DuoPAP), спонтанное положительное давление в дыхательных путях (Spontaneous Positive Airway Pressure, SPAP). Очень важно не путать указанные названия с режимами BiPAP и CPAP.

Для реализации режима самостоятельного дыхания на двух уровнях давления в дыхательных путях — Bilevel Positive Airway Pressure, необходимы те же требования, что и для режима CPAP — обязательное самостоятельное дыхание больного. Указанное обстоятельство коренным образом отличает его от режима Biphasic Positive Airway Pressure (BIPAP — с использованием заглавной латинской буквы «I»). Для осуществления BIPAP нужна согласованная работа двух активных клапанов – вдоха и выдоха, реализуемая только самыми современными моделями респираторов. При прекращении самостоятельных дыхательных попыток режим BIPAP превращается в Pressure Control: создается заданное давление в дыхательных путях и больной получает соответствующий дыхательный объем.

Рассматриваемый в данном разделе режим обозначается BiPAP с использованием прописной латинской буквы «i» и применяется в простых моделях респираторов. При прекращении самостоятельного дыхания больного аппарат ИВЛ ни создает давления, ни подает объем воздуха в легкие, т.е. вентиляция прекращается
Схожесть написания названий режимов часто является поводом для необоснованных утверждений, что простые аппараты могут осуществлять ИВЛ в режиме BIPAP.

Преимущества режима. Респираторная поддержка в режиме BiPAP позволяет решить практически те же клинические задачи, что и CPAP:

1. обеспечить воздушность альвеол за счет повышения остаточной емкости легких и предупреждения преждевременного экспираторного закрытия дыхательных путей;
2. поддержать проходимость верхних отделов дыхательных путей при проведении неинвазивной вентиляции через маску или специальный шлем.

Недостатки режима. При усталости дыхательной мускулатуры и в других случаях угнетения самостоятельного дыхания могут развиваться гипоксия и гиперкапния.

Показания к использованию режима BiPAP – респираторная поддержка у больных с синдромом обструктивного сонного апноэ, неинвазивная вентиляция при сердечной астме и кратковременная ИВЛ в неосложненном послеоперационном периоде.

Стандартные установки респиратора. Нижнее давление (РЕЕР) 5-8 см вод. ст., верхнее давление 12-15 см вод. ст.

Наличие двойных режимов представляет собой попытку совместить преимущества вентиляции по объему: надежность оксигенации и выведения углекислоты, и достоинства вентиляции по давлению: предупреждение баротравмы, хорошее соответствие дыхательного паттерна больного и работы аппарата ИВЛ, оптимальное распределение воздушно-кислородной смеси в легких.

Возможны два подхода. Первый подразумевает последовательное использование вдохов по объему и давлению, второй – сочетание двух принципов подачи в одном механическом вдохе.

5.3.1. Режим Pressure Regulated Volume Control (PRVC)

Режим контролируемого объема, регулируемого давлением (Pressure Regulated Volume Control – PRVC), может быть реализован как в алгоритме Assist Control, так и в SIMV. Первый вдох в указанном режиме – обычный Volume Control (рис. 5.3). При реализации этого вдоха респиратор измеряет динамическую податливость дыхательной системы больного. Согласно идее PRVC, второй вдох производится в режиме Pressure Control. Врач определяет только время поддержания верхнего давления в дыхательных путях (P_insp) и частоту дыхания. Необходимый уровень P_insp подбирается респиратором на основе произведенных измерений во время объемного вдоха.

Иными словами, машина рассчитывает то минимальное давление в дыхательных путях, которое за заданное время позволит ввести такой же объем воздуха, какой был введен во время объемного вдоха. В течение нескольких дыхательных циклов респиратор постепенно подбирает необходимый уровень P_insp, и в дальнейшем ИВЛ проводится в режиме по давлению. «Шаг» изменений P_insp составляет обычно 2-3 см вод. ст. и ограничен уровнем, который ниже P_max на 5 см вод. ст. Как и в режиме Pressure Control, наклон кривой давления вдоха можно изменять от положительного до отрицательного.

При изменении параметров дыхания больного респиратор вновь подает тестирующий вдох по объему и снова подбирает необходимые параметры вдохов по давлению. Тестирующий вдох производится респиратором в следующих случаях:

1. в начале использования режима;
2. при изменении врачом параметров объемного вдоха;
3. при возникновении тревоги, сигнализирующей о превышении установленного дыхательного объема;
4. при подаче дыхательного объема, более чем в 1,5 раза превышающего установленный;
5. при активации тревог, сигнализирующих о выходе параметров за установленные верхние и нижние границы P_insp и РЕЕР, о превышении продолжительности вдоха, а также о нарушении герметичности контура респиратора.

Триггирование. Осуществляется «по потоку», «по давлению» и «по времени».

Доставка и переключение с вдоха на выдох. Эти критерии определяются тем, какой вдох осуществляется в данный момент – «по объему» или «по давлению».

Преимущества режима. Режим PRVC позволяет упростить подбор параметров вентиляции. Заданный объем дыхания гарантирует поступление нужного количества кислорода и оптимального выведения необходимого объема углекислоты. В то же время последующие вдохи по давлению обеспечивают преимущества Pressure Control. При изменении механических свойств дыхательной системы больного респиратор сам подстраивается под новые требования. Возможность спонтанного дыхания больного во время вдохов по давлению придает режиму дополнительную привлекательность.

Недостатки режима. При частом изменении дыхательного паттерна больного респиратор вынужден раз за разом производить тестирующие вдохи с последующим подбором параметров вдохов по давлению. Указанное обстоятельство может вызывать значительный дыхательный дискомфорт. Кроме того, постоянный подбор давления вдоха приводит к избыточной минутной вентиляции.

Показания к использованию режима PRVC – необходимость гарантированного дыхательного объема при высоком риске баротравмы: например, при сочетании заболевания или повреждения мозга с ОРДС. Обязательным условием является стабильное состояние больных и наличие регулярного дыхательного паттерна.

Стандартные установки респиратора в режиме PRVC: дыхательный объем – 8-9 мл/кг, время вдоха – 1,0-1,2 с, частота вдохов — 12-14 в 1 мин, РЕЕР – 5-8 см вод. ст., чувствительность – 3-4 см вод. ст. или 1,5-2 л/мин. У пациентов с затруднением выдоха время вдоха может быть снижено до 0,5-0,6 с.
Тревоги: верхняя граница МОД – 12 л/мин, нижняя граница МОД – 6 л/мин, верхний предел частоты дыхания – 30 в 1 мин, нижняя граница установленного РЕЕР – 3 см вод. ст., P_max — 30 см вод. ст.

Коммерческие названия режима: аутопоток (Autoflow), адаптивная вентиляция по давлению (Adaptive Pressure Ventilation), VV — режим усовершенствованной объемной вентиляции.

5.3.2. Режим Volume Assured Pressure Support (VAPS)

Для реализации режима гарантированного объема при поддержке давлением (Volume Assured Pressure Support – VAPS) респиратор использует два параллельных потока кислородно-воздушной смеси. Первый поток – нисходящий, контролируемый по давлению, второй – прямоугольный, контролируемый по объему.

Вдох в режиме VAPS начинается как в Pressure Support. Создается максимальный (пиковый) поток, который при достижении заданного давления в дыхательных путях постепенно снижается. Если в легкие больного поступает установленный врачом дыхательный объем, прямоугольный поток прекращается, а нисходящий — продолжается. При достижении нисходящим потоком порога 25% от пиковой величины респиратор переключается с вдоха на выдох. Очевидно, что в этом случае режим VAPS ничем не отличается от Pressure Support (см. рис. 4.4 б).

Заданный объем может быть не доставлен к тому моменту, когда нисходящий поток достигнет порога 25% от пиковой величины. Происходит это при снижении податливости легких, повышении сопротивления дыхательных путей и ослаблении дыхательных попыток больного. В этом случае за счет продолжающегося прямоугольного потока обеспечивается поступление гарантированного объема. В данном случае VAPS представляет собой «гибрид» Pressure Support и Volume Control (рис. 4.4 в).

Триггирование. Осуществляется «по потоку», «по давлению» и «по времени».

Доставка. Доставка (контроль) происходит «по давлению» или «по объему».

Переключение с вдоха на выдох. Возможно переключение «по потоку» (основной способ) и «по объему» (резервный способ).

Преимущества режима. Режим имеет все преимущества Pressure Support, которые дополняются гарантией поступления заданного дыхательного объема.
Недостатки режима. В тот момент, когда VAPS становится «гибридом», имеется вероятность избыточного повышения давления в дыхательной системе, что требует тщательного контроля над безопасным верхним пределом (P_max). У больных, которые начинают выдох раньше, чем достигнут порог 25%, возникают те же проблемы, что и при вентиляции в обычном Pressure Support.

Показания к использованию режима VAPS: необходимость гарантированного дыхательного объема при высоком риске баротравмы и нестабильном дыхательном паттерне больного. В первую очередь это касается пациентов с заболеваниями и поражениями головного мозга, а также больных с тяжелой патологией сердца. Режим может использоваться на начальных этапах отлучения от респиратора. Кроме того, режим обеспечивает хорошую адаптацию механического вдоха к повышенным инспираторным усилиям больного. Эта особенность часто актуальна при поражениях головного мозга.

Стандартные установки респиратора в режиме VAPS: давление вдоха (P_insp) – 15-18 см вод. ст., РЕЕР – 5-8 см вод. ст., чувствительность – 3-4 см вод. ст. или 1,5-2 л/мин, гарантированный дыхательный объем – 8-9 мл/кг.

Тревоги: верхняя граница МОД – 12 л/мин, нижняя граница МОД – 6 л/мин, верхний предел частоты дыхания — 25 в 1 мин, нижняя граница дыхательного объема – 5-6 мл/кг (обычно 450-500 мл), нижняя граница давления в дыхательных путях – 10 см вод. ст., нижняя граница установленного РЕЕР – 3 см вод. ст., P_max – 30 см вод. ст. Продолжительность допустимого апноэ – 20 с, частота апнойной вентиляции – 15 в 1 мин. Параметры обязательного вдоха при апнойной вентиляции устанавливаются так, чтобы дыхательный объем составлял 650-700 мл.

Коммерческие названия режима: режим гарантированного объема при поддержке давлением (Volume Assured Pressure Support – VAPS), режим с наращиванием давления (Pressure Augmentation).

Буквальный перевод термина «серворежимы» — режимы обратной связи с больным. В широком понимании этого слова любой вспомогательный режим – это обратная связь с больным. Еще большую степень «взаимного общения» респиратора и больного можно наблюдать при использовании двойных режимов. Однако традиционно понятие серворежимов относится к тем режимам, которые обеспечивают гарантированный минутный объем дыхания. Респиратор подбирает необходимую частоту дыхания при заданном объеме или дыхательный объем при заданной частоте.

5.4.1. Режим Mandatory Minute Ventilation (ММV)

Режим гарантированной минутной вентиляции – Mandatory Minute Ventilation (MMV) – является модификацией режима Volume Control, реализуемого в алгоритме SIMV.

Существует две модификации режима. В первом варианте врач задает величину объема обязательного вдоха и частоту его подачи. В зависимости от заданной частоты респиратор формирует временные промежутки, в каждом из которых подается один обязательный вдох. За время, оставшееся от обязательного вдоха, в каждом промежутке есть возможность подачи вдохов по требованию в режиме Pressure Support. Если у больного есть собственная дыхательная активность, то минутная вентиляция складывается из двух составляющих: объема кислородно-воздушной смеси, поступившей при обязательных вдохах и объема смеси, поступившей при вдохах по требованию. Кроме того, в режиме MMV врач задает дополнительный параметр – гарантированный минутный объем вентиляции. Если истинный МОД больного равен или превышает гарантированный объем, то режим MMV ничем не отличается от Volume Control в алгоритме SIMV в сочетании с Pressure Support. Однако если больной перестает совершать дыхательные попытки, то реальный МОД снижается за счет исчезновения той его составляющей, которая обеспечивалась вдохами по требованию. В обычном Volume Control SIMV респиратор подаст тревогу, и врач должен будет увеличить частоту обязательных вдохов. В режиме MMV респиратор примет такое решение самостоятельно. При появлении дыхательной активности больного респиратор вновь уменьшит число обязательных вдохов (рис. 5.4).

Во втором варианте режима врач тоже устанавливает величину объема обязательного вдоха и частоту его подачи. Умножение величины заданного дыхательного объема на заданную частоту дыхания определяет гарантированный минутный объем вентиляции. Если больной дышит сам в режимах CPAP или Pressure Support и обеспечивает минутный объем вентиляции, который равен или выше гарантированного, то число подаваемых объемных машинных вдохов будет равняться нулю. Если самостоятельное дыхание больного обеспечивает МОД, который ниже гарантированного, то респиратор включает режим Volume SIMV. Частота обязательных вдохов в этом случае — от нуля до заданной врачом при установке режима величины (рис. 5.5).

Разница между вариантами режима MMV состоит в том, в первой модификации частота объемных механических вдохов равняется заданной врачом и может быть выше этой величины, а во втором варианте — колеблется от нуля до установленной врачом величины.

Преимущества режима. Режим позволяет оперативно реагировать на изменения минутной вентиляции, что предупреждает развитие гипоксии и гиперкапнии.

Недостатки режима. Недостатком режима является возможность сохранения заданного МОД за счет избыточной частоты дыхания. Тахипноэ приводит к чрезмерной вентиляции дыхательного мертвого пространства, снижению эффективности оксигенации и нарастанию гиперкапнии, а также к развитию внутреннего РЕЕР. Указанный недостаток частично компенсируется корректными установками тревоги верхнего предела частоты дыхания.

Показания к использованию режима MMV: необходимость гарантированного минутного объема при высоком риске развития внезапного апноэ. Такая ситуация нередка в послеоперационном периоде и при отравлении психотропными препаратами.

Стандартные установки респиратора в режиме MMV. Обязательный вдох: дыхательный объем — 8-9 мл/кг (обычно 600-700 мл), частота вдохов — 12-14 в 1 мин, РЕЕР – 5-8 см вод. ст., чувствительность – 3-4 см вод. ст. или 1,5 – 2 л/мин, форма потока – нисходящая. Скорость пикового потока – 35-40 л/мин. Отношение вдоха к выдоху – 1:2. У пациентов с затруднением выдоха скорость потока может быть увеличена до 70-90 л/мин, а отношение вдоха к выдоху — уменьшено до 1:3 – 1:4. Пауза вдоха – 0,1-0,3 с. Устанавливаемый гарантированный минутный объем при первом способе – 10 л/мин.
Вдох по требованию: давление вдоха (P_insp) – 15-18 см вод. ст., РЕЕР – 5-8 см вод. ст., чувствительность – 3-4 см вод. ст. или 1,5-2 л/мин.
Тревоги: P_max – 30 см вод. ст. Величина остальных отличается от реальных показателей минутного и дыхательного объема, частоты дыхания, давления в дыхательных путях и РЕЕР на 15-20%.

5.4.2. Режим Volume Support

Режим поддержки объемом представляет собой модификацию Pressure Support. После вдоха с поддержкой давлением респиратор анализирует выдыхаемый больным объем и рассчитывает динамическую податливость легких. На основе этих расчетов респиратор производит серию вдохов в режиме Pressure Support и постепенно подбирает такую величину поддержки давлением, которая позволит обеспечить заданный врачом дыхательный объем (рис. 5.6). Обязательным условием является сохранение заданной врачом частоты дыхания. В связи с этим второе название режима – вентиляция с заданной частотой (Mandatory Rate Ventilation, MRV).

Показания к использованию режима Volume Support аналогичны таковым режима MMV.

Стандартные установки респиратора в режиме Volume Support: дыхательный объем — 8-9 мл/кг, начальное давление вдоха (P_insp) – 15-18 см вод. ст., РЕЕР – 5-8 см вод. ст., чувствительность – 3-4 см вод. ст. или 1,5-2 л/мин. Частота дыхания – 12 в мин. Тревоги: P_max – 30 см вод. ст.

Коммерческие названия режима: PSVG (Pressure Support Volume Garantee) – режим вентиляции изменяющейся поддержки давлением с гарантированным дыхательным объемом, VPS (Variable Pressure Support) — режим вентиляции изменяющейся поддержки давлением, APV (Adaptive Pressure Ventilation) – режим адаптивной вентиляции по давлению.

5.4.3. Adaptive Support Ventilation (ASV)

Режим адаптивной поддерживающей вентиляции (Adaptive Support Ventilation — ASV) является дальнейшим развитием идеи серворежимов, в частности режима MMV. Для того чтобы избежать главного недостатка MMV — развития тахипноэ, используется так называемый целевой паттерн дыхания.

Физиологическим основанием для разработки режима служит тот факт, что любой живой организм стремится оптимизировать работу дыхания. Предполагается, что оптимум отмечается при соблюдении следующего условия: необходимый больному МОД должен быть обеспечен при минимально возможном давлении в дыхательной системе и за счет вдохов с оптимальной частотой. Оптимум частоты определяется необходимостью преодолеть эластическую и резистивную нагрузку (рис. 5.7). Известно, что чем выше частота дыхания, тем больше затраты энергии на преодоление сопротивления дыхательных путей и тем меньше совершается работа по компенсации эластичности легких. Верно и обратное.

При снижении частоты дыхания нарастает работа, направленная на компенсацию эластичности и уменьшается – на преодоление сопротивления. В связи с этим оптимальная частота дыхания обеспечивает наименьшую работу на преодоление нагрузки обоих типов.

Рассмотрим подробнее установки режима ASV. Врач устанавливает три основных параметра: идеальную массу тела больного, желаемую минутную вентиляцию (в процентах от минутного объема, рассчитанного респиратором на основании массы больного) и предел тревоги верхнего давления. После этого респиратор производит тестовые вдохи в режиме Pressure Control, подбирая оптимальное сочетание частоты дыхания (f) и давления в дыхательных путях. В зависимости от податливости легких создаваемое давление в дыхательных путях определяет величину дыхательного объема (V_T).

Число возможных комбинаций f и V_T ограничено следующим рамками:
1. верхний предел величины V_T ограничен установками массы больного и максимальной величины давления. Максимально возможный V_T составляет 22 мл/кг, максимальная величина давления – 30 см вод.ст.;
2. нижняя граница V_T – 4,4 мл/кг — представляет собой величину, в два раза большую дыхательного мертвого пространства больного;
3. нижняя граница частоты дыхания – 5 раз в мин;.
4. самый сложный алгоритм используют при расчете верхнего предела частоты дыхания.
Респиратор принимает во внимание два условия. Первое – максимальная частота дыханий должна быть частным от деления выбранного врачом минутного объема дыхания (V_E) на минимальный дыхательный объем (4,4 мл/кг):

f _max = V_E : V_{T min}

Если выбранный МОД установлен слишком большим, вступает в силу второе условие: больной должен успеть выдохнуть введенный при вдохе объем воздуха. Для осуществления выдоха необходимо время, зависящее от такого физиологического показателя, как «постоянная времени выдоха», обозначаемого в физиологической литературе греческой буквой τ (тау). Величина τ рассчитывается как произведение податливости легких и сопротивления дыхательных путей:

τ = С x R

Из формулы ясно, что чем жестче легкие, тем ниже их податливость и тем меньше величина τ. Верно также следующее утверждение: чем больше сопротивление дыхательных путей, тем больше τ.

Для того чтобы больной успел выдохнуть 90% дыхательного объема, нужно время, составляющее 2 τ. Для выдоха 99% дыхательного объема необходимое время составляет 3 τ. Непрерывно анализируя сопротивление и податливость легких, респиратор вычисляет показатель 2 τ. Частное от деления 60 с на указанную величину определяет максимальную частоту дыхания.

После определения оптимальной частоты дыхания и дыхательного объема респиратор использует своеобразный алгоритм SIMV. Особенность алгоритма заключается в том, что характер подаваемого вдоха зависит от наличия дыхательных попыток больного. Если попыток нет, механическая вентиляция происходит в режиме Pressure Control. Если спонтанная дыхательная активность есть, то ИВЛ проводится в режиме Pressure Support. У врача в дополнение к основным установкам режима ASV есть возможность регулировать величину РЕЕР, FiO₂ и наклон восходящей части кривой давления.

Настроенный таким образом алгоритм ИВЛ проверяется в каждом дыхательном цикле и корригируется в соответствие с изменениями динамической податливости легких и величины τ. Дополнительная коррекция параметров режима ASV должна быть произведена врачом после анализа газового состава крови. Суть коррекции заключается в основном в изменении целевых установок желаемой минутной вентиляции. Величину V_E в процентах от идеального показателя увеличивают при гиперкапнии и гипоксемии, снижают – при гипокапнии.

Преимущества режима ASV заключаются в возможности подбора оптимального алгоритма вентиляции при сохранении безопасных величин давления и объема в дыхательных путях, предупреждающих баро- и волюмотравму, а также непреднамеренное развитие ауто-РЕЕР.

Недостатки режима соответствуют таковым у Pressure Control и Pressure Support. Кроме того, при расчете параметров вентиляции используют нормальные значения дыхательного мертвого пространства. Очевидно, что при патологии величина этого пространства может увеличиваться. Небольшой опыт использования режима ASV в клинической практике не позволяет сделать более определенных выводов о его позитивных и негативных особенностях.

Для улучшения увлажнения дыхательной смеси и введения лекарственных средств возможно использование небулайзера. Активация небулайзера приводит к поступлению дополнительной порции кислорода во время механического вдоха.

Указанная порция проходит через специальный резервуар, который отдельной трубкой соединяется с дистальной частью дыхательного контура (см. рис. 1.1. а). В резервуар помещают раствор лекарственного средства, который разбивается на мелкие капли указанной дополнительной порцией кислорода. Во время вдоха созданный аэрозоль поступает в легкие больного. Во время выдоха небулайзер отключается. Активация небулайзера требует изменения установленных тревог респиратора, что в некоторых моделях выполняется автоматически.

Если в резервуаре небулайзера нет жидкости, то больной просто получает дополнительную порцию кислорода. В том случае, если впрыскивание кислорода происходит не в интубационную трубку, а во введенный дополнительно катетер, дистальный конец которого располагается возле карины, мы имеем дело с режимом вдувания в трахею – Trachea Gas Insufflations (TGI). Дополнительно вводить кислород в катетер можно как постоянно, так и в соответствии с фазами дыхательного цикла. Поступление дополнительных порций кислорода позволяет «продувать» анатомическое мертвое пространство, тем самым улучшая выведение углекислоты и поступление кислорода. Теоретически режим показан при выраженной гипоксии и гиперкапнии. К числу его возможных недостатков относится непреднамеренное увеличение ауто-РЕЕР. Полученные предварительные данные обнадеживают, однако клиническое значение режима TGI нуждается в дальнейших исследованиях.

Для компенсации нелинейности изменений потока при прохождении дыхательной смеси через интубационную трубку разработан режим автоматической компенсации сопротивления трубки (Automated Tube Compensation – ATC). В основе режима заложен тот же принцип, что и в Pressure Support: создание и поддержание заданного давления в дыхательных путях. Однако в отличие от Pressure Support респиратор ориентируется не давление в дыхательном контуре, измеряемое проксимально от интубационной трубки (P_aw), а на давление в трахее (P_tr), регистрируемое дистально от трубки. Для того чтобы избежать прямого измерения P_tr, его можно рассчитать на основе P_aw по специальному алгоритму с учетом длины и диаметра трубки. Согласно этому алгоритму, в режиме ATC поддержка давлением является максимальной в начале вдоха, а затем постепенно снижается, что соответствует потребностям больного. Степень компенсации сопротивления интубационной трубки можно изменять от 1 до 100%.

Выдох в режиме ATC может быть установлен активным. В этом случае респиратор подсасывает воздух из трахеи, создавая давление, направленное наружу (из дыхательных путей в контур). Величина этого давления ограничена разницей между уровнем PEEP и нулевой отметкой. Иными словам, давление, создаваемое респиратором на выдохе, приводит к снижению РЕЕР, но не более чем до величины 0 см вод. ст. Режим реализован только в отдельных коммерческих моделях аппаратов ИВЛ и информации о его клиническом значении пока мало.

Преимущества режима. По предварительным данным, работа больного по преодолению сопротивления интубационной трубки полностью компенсируется режимом ATC, что и позволило дать ему название «электронной экстубации». В силу того, что запуск вдоха и его прекращение определяются постоянным контролем над создаваемым больным давлением в дыхательных путях, в режиме ATC не устанавливают величину триггирования вдоха. Кроме того, отсутствуют ограничения по переключению с вдоха на выдох. Принцип, заложенный в режим ATC, может быть использован в качестве дополнения (опции) к любому из режимов по давлению: Pressure Control, BIPAP, PAV.

Недостатки режима. Компенсация работы дыхания больного во время выдоха может вызывать экспираторное закрытие дыхательных путей у больных с ХОБЛ. Ограничение глубины активного выдоха нулевой величиной давления не является полной гарантией профилактики экспираторного закрытия. Частичная обтурация трубки секретом также может иметь непредсказуемые последствия, поскольку она уменьшает внутренний диаметр трубки и вносит неучитываемую поправку в расчеты величины P_tr.

Режим пропорциональной вспомогательной вентиляции (Proportional Assist Ventilation – PAV) создан для отлучения больного от респиратора. Вентиляция осуществляется фактически в режиме Pressure Limited Ventilation при использовании алгоритма Assist Control с нулевой частотой обязательных вдохов. Все вдохи – только триггированные пациентом. Существует два варианта пропорциональной поддержки. В первом из них, поддержке объемом (Volume Assist), давление, создаваемое респиратором, пропорционально объему воздуха в легких. В данном случае компенсируется эластичность легких. При втором варианте режима, поддержке потоком (Flow Assist), респиратор создает давление, пропорциональное потоку кислородно-воздушной смеси. В данном случае компенсируется сопротивление дыхательных путей больного.

Задаваемый врачом в режиме PAV параметр – это желаемая степень снижения работы дыхания больного, затрачиваемой на преодоление сопротивления дыхательных путей или эластичности легких. При проведении вентиляции респиратор постоянно анализирует мгновенные значения потока или объема поступающего в легкие воздуха. На основе этого анализа аппарат подает давление, дополнительное к тому, которое создано самим больным.

Рассмотрим пример, когда респиратор получил задачу компенсировать 75% работы дыхания пациента. При этом сам больной выполнит 25% работы. На каждый сантиметр давления, который создаст пациент, респиратор добавит 3 см вод. ст. Помощь респиратора увеличивается при нарастании потребности больного в ней, и снижается – при уменьшении необходимости. Слабые дыхательные попытки будут незначительно поддержаны респиратором, сильные – в большей мере.

Режим пока реализован только в некоторых моделях аппаратов ИВЛ, и достаточной информации о его клиническом значении пока нет. Из немногочисленных литературных данных можно отметить следующие достоинства и недостатки режима.

Преимущества режима. Режим позволяет практически полностью исключить несинхронность дыхательных попыток пациента и работы респиратора. Благодаря пропорциональности поддержки пациент сохраняет возможность поддержания собственного дыхательного паттерна, что улучшает субъективный комфорт больного. Регуляция степени эластической и резистивной разгрузки от 100% до 0 позволяет постепенно нагружать дыхательные мышцы больного, что очень удобно при отлучении от респиратора.

Недостатки режима. Недостатки режима вытекают из предположения о линейности изменений эластичности и сопротивления дыхательной системы. Однако, как уже отмечалось при рассмотрении режима ATC, это не совсем соответствует действительности. В результате появляется похожая, хотя и менее существенная проблема, что и при применении Pressure Support: в начале вдоха поддержка недостаточна, в конце – избыточна. Поскольку изменения дыхательного потока носят нелинейную форму, целесообразным представляется сочетать возможности режимов PAV и ATC.

Другим следствием законов физиологии является тот факт, что повышение поддержки, пропорциональной объему, приводит к увеличению потока и нарастанию резистивной работы. Для компенсации этого негативного явления необходимо дополнительное увеличение поддержки, пропорциональной потоку.

Существенным недостатком режима является необходимость точно знать величины растяжимости и сопротивления. При их некорректной оценке возможна излишняя компенсация. При избыточной поддержке объемом респиратор начинает создавать большее давление, чем нужно, что приводит к повышению вводимого дыхательного объема. Увеличение дыхательного объема вызывает дальнейшее повышение давления. Создающаяся положительная обратная связь работает по принципу порочного круга, что может вызвать поступление очень большого дыхательного объема и привести к волюмотравме. В англоязычной литературе указанный феномен получил название «run away phenomenon» (феномен убегания или уклонения).

При избыточной поддержке потоком возникают осцилляции давления в дыхательных путях. Теоретически постепенно увеличивающиеся в амплитуде осцилляции могут привести к пассивной высокочастотной колебательной вентиляции, которая из-за развития резонанса с работой дыхательного центра вызовет подавлению его активности. При остановке дыхательного центра прекратится работа респиратора в режиме PAV.

Для предупреждения феномена убегания нужно ограничить верхний предел величины дыхательного объема и давления, создаваемого респиратором. Кроме того, для безопасности рекомендуется устанавливать не более 80% компенсации сопротивления и эластичности легких.

Применение PAV может привести также к такому негативному явлению, как удлинение эпизодов апноэ у больных с исходным дыханием типа Чейна — Стокса.
Коммерческое название режима – пропорциональная поддержка давлением (Proportional Pressure Support, PPS).