Высокочастотная вентиляция - High-frequency ventilation

Высокочастотная вентиляция
MeSHD006612

Высокочастотная вентиляция это тип механическая вентиляция которая использует частоту дыхания более чем в четыре раза превышающую нормальное значение.[1] (> 150 (Вж) вдохов в минуту) и очень маленькие дыхательные объемы.[2][3] Считается, что высокочастотная вентиляция снижает повреждение легких, связанное с вентилятором (ВАЛИ), особенно в контексте ОРДС и острое повреждение легких.[2] Это обычно называют легочная защитная вентиляция.[4] Существуют разные виды высокочастотная вентиляция.[2] У каждого типа есть свои уникальные преимущества и недостатки. Типы HFV характеризуются системой доставки и типом фазы выдоха.

Высокочастотная вентиляция может использоваться отдельно или в сочетании с традиционной механической вентиляцией легких. Как правило, устройства, требующие традиционной механической вентиляции, не оказывают такого же защитного действия на легкие, как устройства, которые могут работать без приливного дыхания. Технические характеристики и возможности зависят от производителя устройства.

Физиология

С участием обычная вентиляция где дыхательные объемы (VТ) превышают мертвое пространство (VМЕРТВЫХ), газообмен во многом связан с объемным потоком газа в альвеолы. При высокочастотной вентиляции используемые дыхательные объемы меньше анатомических и мертвого пространства оборудования, поэтому возникают альтернативные механизмы газообмена.[нужна цитата ]

Процедура

  • Надгортанный доступ. Надгортанный доступ имеет преимущество, так как позволяет получить хирургическое поле полностью без трубки.
  • Подсвязочный подход
  • Транстрахеальный подход

Высокочастотная струйная вентиляция (пассивная)

В Великобритании чаще всего используется струйный вентилятор Mistral или Monsoon (Acutronic Medical Systems). В США чаще всего используется струйный вентилятор Bunnell LifePulse.

HFJV сводит к минимуму движения грудной клетки и живота и облегчает хирургические процедуры, когда даже небольшой артефакт движения из-за спонтанной или периодической вентиляции с положительным давлением может значительно повлиять на продолжительность и успех процедуры (например, аблация фибрилляции предсердий). HFJV НЕ позволяет: установка удельного дыхательного объема, отбор проб ETCO2 (и по этой причине для измерения PaCO2 требуются частые измерения ABG). В HFJV струя подается с заданным движущим давлением, после чего следует пассивный выдох в течение очень короткого периода перед подачей следующей струи, создавая «авто-PEEP» (называемое давлением паузы струйным вентилятором).[3] Риск чрезмерной задержки дыхания, приводящей к баротравме и пневмотораксу, невелик, но не равен нулю.

В HFJV выдох является пассивным (зависит от пассивной отдачи легких и грудной стенки), тогда как в HFOV движение газа вызывается движением внутрь и наружу мембраны «громкоговорителя». Таким образом, в HFOV и вдох, и выдох активно вызываются осциллятором, и пассивный выдох не допускается.

Струйный вентилятор Bunnell LifePulse

Высокочастотный струйный вентилятор Life Pulse
Двунаправленный поток во время HFJV
Подача ингаляционного оксида азота (iNO) при высокочастотной струйной вентиляции

Высокочастотная струйная вентиляция (HFJV) обеспечивается Bunnell Life Pulse высокочастотный вентилятор. HFJV использует адаптер эндотрахеальной трубки вместо обычного адаптера трубки 15 мм. «Струя» газа под высоким давлением выходит из адаптера в дыхательные пути. Эта струя газа возникает в течение очень короткого промежутка времени, около 0,02 секунды, и с высокой частотой: 4-11 Гц. Во время HFJV используются дыхательные объемы ≤ 1 мл / кг. Эта комбинация небольших дыхательных объемов, подаваемых в течение очень коротких периодов времени, создает минимально возможное давление в дистальных дыхательных путях и альвеолярное давление, создаваемое механическим вентилятором. Выдох пассивный. В струйных аппаратах ИВЛ используется различное соотношение I: E - от 1: 1,1 до 1:12 - для достижения оптимального выдоха. Иногда для повторного наполнения легких используются обычные механические вдохи. Оптимальное ПДКВ используется для поддержания инфляции альвеол и обеспечения соответствия вентиляции и перфузии. Было показано, что струйная вентиляция снижает повреждение легких, вызванное вентилятором, на целых 20%. Новорожденным и взрослым с тяжелым поражением легких рекомендуется использование высокочастотной струйной вентиляции.[5]

Показания к применению

Высокочастотный ИВЛ Bunnell Life Pulse показан для вентиляции тяжелобольных младенцев с легочная интерстициальная эмфизема (ПИРОГ). Изученные младенцы имели массу тела при рождении от 750 до 3529 г и срок беременности от 24 до 41 недели.

Высокочастотный вентилятор Bunnell Life Pulse также показан для искусственной вентиляции легких у детей с тяжелыми заболеваниями. респираторный дистресс-синдром (RDS), осложненные утечками воздуха в легких, которые, по мнению их врачей, обычная вентиляция. Изученные младенцы этого описания имели массу тела при рождении от 600 до 3660 граммов и гестационный возраст от 24 до 38 недель.

Побочные эффекты

Неблагоприятные побочные эффекты, отмеченные при использовании высокочастотной вентиляции, включают те, которые обычно наблюдаются при использовании обычных аппаратов ИВЛ с положительным давлением. Эти побочные эффекты включают:

Противопоказания

Высокочастотная струйная вентиляция противопоказана пациентам, которым требуются трахеальные трубки с внутренним диаметром менее 2,5 мм.

Настройки и параметры

Настройки, которые можно отрегулировать в HFJV, включают 1) время вдоха, 2) давление движения, 3) частоту, 4) FiO2 и 5) влажность. Увеличение FiO2, времени и частоты вдоха улучшают оксигенацию (за счет увеличения «авто-PEEP» или давления паузы), в то время как увеличение управляющего давления и уменьшение частоты улучшают вентиляцию.

Пиковое давление на вдохе (PIP)

Пиковое давление на вдохе (PIP) отображает среднее значение PIP. Во время запуска a PIP Образец отбирается при каждом цикле ингаляции и усредняется со всеми другими образцами, взятыми за последний десятисекундный период. После начала обычной работы выборки усредняются за последний двадцать секундный период.

ΔP (дельта P)

Значение, отображаемое в Δп Окно (перепад давления) представляет собой разницу между PIP значение и значение PEEP.

Серво давление

Дисплей давления сервопривода показывает величину давления, которое машина должна создавать внутри, чтобы достичь PIP появляется на серво-дисплее. Его значение может находиться в диапазоне 0–20 фунтов на кв. Дюйм (0–137,9 фунтов на квадратный дюйм). кПа ). Если PIP воспринимается или приближается к дистальному концу трахеальной трубки, отклоняется от желаемого значения PIP, машина автоматически создает большее или меньшее внутреннее давление, пытаясь компенсировать это изменение. Индикация давления сервопривода сохраняет оператор сообщил.

Серво дисплей - это общий клинический индикатор изменений в соответствие или сопротивление легких пациента, а также потеря объема легких из-за напряжения пневмоторакс.

Высокочастотная колебательная вентиляция

При HFOV в дыхательных путях повышается давление до установленного среднего давления в дыхательных путях (называемого постоянным давлением расширения легких) с помощью регулируемого клапана выдоха. Небольшие колебания давления, производимые с очень высокой скоростью, накладываются действием мембраны генератора «громкоговоритель». HFOV часто используется у недоношенных новорожденных с респираторным дистресс-синдромом, у которых не обеспечивается надлежащая оксигенация с защитными настройками легких традиционной вентиляции. Он также использовался при ОРДС у взрослых, но два исследования (испытания OSCAR и OSCILLATE) показали отрицательные результаты для этого показания.

Параметры, которые могут быть установлены в HFOV, включают в себя непрерывное давление расширения легких, амплитуду и частоту колебаний, соотношение I: E (отношение положительных / отрицательных колебаний), поток свежего газа (называемый потоком смещения) и FiO2. Повышение постоянного давления в легких и FiO2 улучшит оксигенацию. Увеличение амплитуды потока свежего газа и уменьшение частоты улучшают вентиляцию.

Высокочастотная перкуссионная вентиляция

HFPV - Высокочастотная перкуссионная вентиляция сочетает в себе HFV и управляемую во времени механическую вентиляцию с ограничением по давлению (например, вентиляцию с контролем давления, PCV).

Высокочастотная вентиляция с положительным давлением

HFPPV - Высокочастотная вентиляция с положительным давлением больше не используется, ее заменили высокочастотная струйная, колебательная и ударная вентиляции. HFPPV доставляется через эндотрахеальная трубка с помощью обычного вентилятора, частота которого близка к его верхним пределам. HFPV начали использовать в отдельных центрах в 1980-х годах. Это гибрид обычных механическая вентиляция и высокочастотная колебательная вентиляция. Его использовали для спасения пациентов с устойчивым гипоксемия при использовании традиционной искусственной вентиляции легких или, в некоторых случаях, при использовании в качестве основного средства искусственной вентиляции легких с самого начала.[6][7]

Высокочастотное прерывание потока

HFFI - Высокочастотное прерывание потока похоже на высокочастотную струйную вентиляцию, но механизм контроля газа отличается. Часто вращающийся стержень или шар с небольшим отверстием помещается на пути газа под высоким давлением. По мере того как стержень или шар вращается и отверстие выстраивается в линию с потоком газа, небольшой короткий импульс газа может попасть в дыхательные пути. Частоты для HFFI обычно ограничиваются максимумом около 15 герц.

Высокочастотная вентиляция (активная)

Высокочастотная вентиляция (активная) - HFV-A отличается наличием активной механики выдоха. Активный выдох означает, что для вытеснения объема легких из легких применяется отрицательное давление. CareFusion 3100A и 3100B похожи во всех аспектах, за исключением целевого размера пациента. 3100A разработан для использования с пациентами весом до 35 кг, а 3100B предназначен для использования с пациентами весом более 35 кг.

CareFusion 3100A и 3100B

Sensormics 3100a Осцилляторный вентилятор
Подробная информация о схеме пациента

Впервые высокочастотная колебательная вентиляция была описана в 1972 году.[8] и используется у новорожденных и взрослых пациентов для уменьшения повреждения легких или предотвращения дальнейшего повреждения легких.[9] HFOV характеризуется высокой частотой дыхания от 3,5 до 15 герц (210-900 вдохов в минуту) и поддержание вдоха и выдоха за счет активного давления. Используемые ставки широко варьируются в зависимости от размера пациента, возраста и заболевания. В HFOV давление колеблется вокруг постоянного давления расширения (эквивалентно среднему давлению в дыхательных путях [MAP]), которое фактически совпадает с положительное давление в конце выдоха (PEEP). Таким образом, газ попадает в легкие во время вдоха, а затем выходит наружу на выдохе. HFOV создает очень низкие дыхательные объемы, которые обычно меньше мертвого пространства легкого. Дыхательный объем зависит от размера, мощности и частоты эндотрахеальной трубки. Считается, что различные механизмы переноса газа (прямой объемный поток - конвективный, тейлорианская дисперсия, эффект Пенделлуфта, асимметричные профили скорости, кардиогенное перемешивание и молекулярная диффузия) вступают в игру по сравнению с обычной механической вентиляцией. Он часто используется у пациентов с рефрактерной гипоксемией, которую нельзя исправить с помощью нормальной искусственной вентиляции легких, например, при следующих заболеваниях: тяжелый ОРДС, ОПЗ и другие проблемы с диффузией оксигенации. У некоторых неонатальных пациентов HFOV может использоваться в качестве аппарата ИВЛ первой линии из-за высокой предрасположенности недоношенных детей к повреждению легких при традиционной вентиляции.

Доставка дыхания

Вибрации создаются электромагнитным клапаном, который управляет поршнем. Возникающие в результате вибрации аналогичны колебаниям стереодинамика. Высота колебательной волны - это амплитуда. Более высокие амплитуды создают большие колебания давления, которые перемещают больше газа с каждой вибрацией. Количество колебаний в минуту - это частота. Один герц равен 60 циклам в минуту. Более высокие амплитуды на более низких частотах вызовут самые большие колебания давления и перемещают больше газа.

Изменение% времени вдоха (T%я) изменяет пропорцию времени, в течение которого вибрация или звуковая волна находится выше базовой линии по сравнению с нижней линией. Увеличение% времени вдоха также увеличит объем перемещаемого газа или дыхательный объем. Уменьшение частоты, увеличение амплитуды и увеличение% времени вдоха увеличивают дыхательный объем и устраняют CO.2. Увеличение дыхательного объема также приводит к увеличению среднего давления в дыхательных путях.

Настройки и измерения
Смещение потока

Смещение потока контролирует и указывает скорость непрерывного потока увлажненной смешанной смеси через контур пациента. Ручка управления представляет собой 15-поворотный пневматический клапан, который увеличивает поток при повороте.

Регулировка среднего давления

Настройка среднего давления регулирует среднее давление в дыхательных путях (PAW) путем управления сопротивлением клапана регулирования давления в дыхательных путях. Среднее давление в дыхательных путях изменится и требует корректировки среднего давления при изменении следующих настроек:

  • Частота (Герцы)
  • % Время вдоха
  • Мощность и Δп изменение
  • Центровка поршня

При высокочастотной колебательной вентиляции (HFOV), PAW является первичной переменной, влияющей на оксигенацию, и устанавливается независимо от других переменных на осцилляторе. Поскольку изменения давления в дистальных отделах дыхательных путей во время HFOV минимальны,[10][11] PAW во время HFOV можно просматривать аналогично PEEP уровень при обычной вентиляции.[12] Оптимальный PAW может рассматриваться как компромисс между максимальным задействованием легких и минимальным чрезмерным растяжением.

Предел среднего давления
Рисунок движения воздуха при вентиляции с высокочастотными колебаниями

Предел среднего давления контролирует предел, выше которого проксимальный PAW не может быть увеличен установкой управляющего давления клапана ограничения давления. Диапазон предельного среднего давления составляет 10-45 смH.2О.

ΔP и амплитуда
Дыхательный объем в зависимости от мощности

Настройка мощности устанавливается как амплитуда, чтобы установить измеренное изменение давления (ΔP). Амплитуда / мощность - это настройка, которая определяет количество энергии, которое приводит в движение поршень генератора вперед и назад, в результате чего создается объем воздуха (дыхательный объем ) смещение. Влияние амплитуды на ΔP в том, что она изменяется за счет смещения поршня осциллятора и, следовательно, колебательного давления (ΔP). Настройка мощности взаимодействует с PAW условия, существующие в контуре пациента для получения результирующего ΔP.

% Время вдоха

Процент времени вдоха - это настройка, которая определяет процент времени цикла, к которому движется поршень (или в его конечном положении вдоха). Диапазон процентов вдоха составляет 30-50%.

Частота
Дыхательный объем в зависимости от частоты в Герцах

Установленная частота измеряется в герцах (Гц). Ручка управления представляет собой потенциометр, увеличивающий по часовой стрелке на 10 оборотов, охватывающий диапазон от 3 Гц до 15 Гц. Установленная частота отображается на цифровом индикаторе на лицевой стороне аппарата ИВЛ. Один герц (- / + 5%) равен 1 вдоху в секунду или 60 вдохам в минуту (например, 10 Гц = 600 вдохов в минуту). Редкие изменения обратно пропорциональны амплитуде и, таким образом, доставляются дыхательный объем.

Дыханий в минуту (f)
Колебательное давление в желобе

Колебательное давление в желобе - это мгновенное давление в контуре HFOV после достижения колеблющимся поршнем своего полного отрицательного отклонения.

Транстрахеальная струйная вентиляция

Транстрахеальная струйная вентиляция относится к типу высокочастотной вентиляции, малой дыхательный объем вентиляция, обеспечиваемая через гортанный катетер специализированными вентиляторами, которые обычно доступны только в операционной или отделении интенсивной терапии. Эта процедура иногда используется в операционной, когда ожидается затруднение дыхательных путей. Такие как Синдром Тричера Коллинза, Последовательность Робина, Голова и шея хирургия с надгортанной или голосовой обструкцией).[13][14][15][16]

Побочные эффекты

Неблагоприятные побочные эффекты, отмеченные при использовании высокочастотной вентиляции, включают те, которые обычно наблюдаются при использовании обычных аппаратов ИВЛ с положительным давлением. Эти побочные эффекты включают:

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ БРИСКО ВА, FORSTER RE, COMROE JH (1954). «Альвеолярная вентиляция при очень низких дыхательных объемах». J Appl Physiol. 7 (1): 27–30. Дои:10.1152 / jappl.1954.7.1.27. PMID  13174467.
  2. ^ а б c Кришнан Дж. А., Брауэр Р. Г. (2000). «Высокочастотная вентиляция легких при остром поражении легких и ОРДС». Грудь. 118 (3): 795–807. Дои:10.1378 / сундук.118.3.795. PMID  10988205. Архивировано из оригинал на 2008-10-06.
  3. ^ а б Стэндифорд Т.Дж., Морганрот М.Л. (декабрь 1989 г.). «Высокочастотная вентиляция». Грудь. 96 (6): 1380–9. Дои:10.1378 / сундук.96.6.1380. PMID  2510975.
  4. ^ Боллен CW, Uiterwaal CS, ван Вухт AJ (февраль 2006 г.). «Систематический обзор детерминант смертности при высокочастотной колебательной вентиляции при остром респираторном дистресс-синдроме». Crit Care. 10 (1): R34. Дои:10.1186 / cc4824. ЧВК  1550858. PMID  16507163.
  5. ^ Д. П. Шустер; М. Клайн; Дж. В. Снайдер (октябрь 1982 г.). «Сравнение высокочастотной струйной вентиляции с традиционной вентиляцией при тяжелой острой дыхательной недостаточности у людей». Реанимационная медицина. 10 (10): 625–630. Дои:10.1097/00003246-198210000-00001. PMID  6749433.
  6. ^ Истман А., Холланд Д., Хиггинс Дж., Смит Б., Делагарза Дж., Олсон С., Бракенридж С., Фоте К., Фриз Р. (август 2006 г.). «Высокочастотная перкуссионная вентиляция улучшает оксигенацию у пациентов с травмами и острым респираторным дистресс-синдромом: ретроспективный обзор». Американский журнал хирургии. 192 (2): 191–5. Дои:10.1016 / j.amjsurg.2006.01.021. PMID  16860628.
  7. ^ Rimensberger PC (октябрь 2003 г.). «Краеугольный камень интенсивной терапии: высокочастотная вентиляция». Критический уход. 7 (5): 342–4. Дои:10.1186 / cc2327. ЧВК  270713. PMID  12974963.
  8. ^ Lunkenheimer PP, Rafflenbeul W, Keller H, Frank I., Dickhut HH, Fuhrmann C (1972). «Применение транстрахеальных колебаний давления как разновидность« диффузного дыхания »."". Br J Anaesth. 44 (6): 627–628. Дои:10.1093 / bja / 44.6.627. PMID  5045565.
  9. ^ П. Форт; С. Фермер; Дж. Вестерман; Дж. Йоханнигман; В. Бенинати; С. Долан; С. Дердак (июнь 1997 г.). «Высокочастотная осцилляторная вентиляция при респираторном дистресс-синдроме у взрослых - экспериментальное исследование». Реанимационная медицина. 25 (6): 937–947. Дои:10.1097/00003246-199706000-00008. PMID  9201044.
  10. ^ Герстманн Д.Р., Фуке Дж.М., Винтер, округ Колумбия, Тейлор А.Ф., деЛемос Р.А. (октябрь 1990 г.). «Проксимальное, трахеальное и альвеолярное давление во время высокочастотной колебательной вентиляции на модели нормального кролика». Педиатрические исследования. 28 (4): 367–73. Дои:10.1203/00006450-199010000-00013. PMID  2235135.
  11. ^ Исли Р. Б., Ланкастер СТ, Фулд М. К. и др. (Январь 2009 г.). «Общие и региональные изменения объема легких при высокочастотной колебательной вентиляции (HFOV) нормального легкого». Респираторная физиология и нейробиология. 165 (1): 54–60. Дои:10.1016 / j.resp.2008.10.010. ЧВК  2637463. PMID  18996228.
  12. ^ Оно К., Коидзуми Т., Накагава Р., Йошикава С., Отагири Т. (2009). «Сравнение различных настроек среднего давления в дыхательных путях во время высокочастотных колебаний воспалительной реакции на повреждение легких, вызванное олеиновой кислотой, у кроликов». Журнал исследований воспаления. 2: 21–8. Дои:10.2147 / jir.s4491. ЧВК  3218723. PMID  22096349.
  13. ^ Равуссин П., Байер-Бергер М., Монье П., Савари М., Фриман Дж. (1987). «Чрескожная транстрахеальная вентиляция для лазерных эндоскопических процедур у младенцев и маленьких детей с обструкцией гортани: сообщение о двух случаях». Кан Дж Анаэст. 34 (1): 83–6. Дои:10.1007 / BF03007693. PMID  3829291.
  14. ^ Бенумоф Дж. Л., Шеллер М. С. (1989). «Важность транстрахеальной струйной вентиляции в лечении трудных дыхательных путей». Анестезиология. 71 (5): 769–78. Дои:10.1097/00000542-198911000-00023. PMID  2683873.
  15. ^ Веймуллер Э.А., Павлин Э.Г., Поу Д., Каммингс К.В. (1987). «Лечение сложных проблем дыхательных путей с помощью чрескожной транстрахеальной вентиляции». Энн Отол Ринол Ларингол. 96 (1 Пет 1): 34–7. Дои:10.1177/000348948709600108. PMID  3813383.
  16. ^ Бойс-младший, Питерс Дж. Р., Кэрролл В. Р., Магнусон Дж. С., МакКрори А., Будро А. М. (2005). «Превентивная крикотиротомия с расширителем сосудов помогает в лечении обструкции верхних дыхательных путей». Кан Дж Анаэст. 52 (7): 765–9. Дои:10.1007 / BF03016567. PMID  16103392.