Регуляция дыхания при ивл и взаимодействие пациента с вентилятором

Большинство новорожденных не перестают дышать самостоятельно во время проведения ИВЛ, так как работа их дыхательных центров (в продолговатом мозге — РаСО2, оливах мозжечка — РН ликвора, в каротидных синусах — РаО2) не прекращается. Однако, характер ответной реакции на изменения газового состава крови и РН сильно зависит от срока гестации и постнатального возраста. Чувствительность хеморецепторов дыхательных центров снижена у недоношенных детей, а гипоксемия, ацидоз, гипотермия и особенно гипогликемия снижают ее дополнительно. Поэтому при гипоксии любого генеза у недоношенных быстро развивается депрессия дыхания. Эта центральная гипоксическая депрессия обычно проходит к третьей неделе постнатального периода. Доношенные новорожденные реагируют на гипоксию одышкой, но впоследствии может наступить депрессия дыхания, связанная с усталостью дыхательной мускулатуры. Снижение МОД в ответ на повышение FiO2 у доношенных детей развивается на вторые сутки жизни, а у недоношенных на второй неделе. Барбитураты, наркотические аналгетики и бензодиазепины вызывают депрессию дыхания тем больше, чем ниже срок гестации и постнатальный возраст.

Существует обратная связь дыхательного центра с изменениями легочных объемов, которую обеспечивают рефлексы Геринга — Бройера, регулирующие соотношение частоты и глубины дыхания. Выраженность этих рефлексов максимальна у доношенных детей, но с возрастом снижается.

1). Инспираторно — тормозящий рефлекс:

Раздувание легких на вдохе преждевременно его прекращает.

2). Экспираторно — облегчающий рефлекс:

Раздувание легких на выдохе задерживает наступление следующего вдоха.

3). Рефлекс на спадение легких:

Уменьшение объема легких стимулирует инспираторную активность и укорачивает выдох.

Кроме рефлексов Геринга — Бройера существует так называемый парадоксальный рефлекс вдоха Геда, который заключается в углублении собственного вдоха под влиянием механического, но он наблюдается не у всех детей.

В интерстиции альвеолярных стенок содержатся т.н."J" рецепторы, которые стимулируются перерастяжением альвеол (например, при Ti > 0,8 сек), вызывая активный выдох, что может вызвать баротравму. «J» рецепторы могут стимулироваться интерстициальным отеком и застойными явлениями в легочных капиллярах, что ведет к развитию тахипноэ (в частности TTN).

Таким образом, можно наблюдать 5 разновидностей взаимодействия пациента с вентилятором:

• 1). Апноэ чаще всего связано с гипокапнией (гипервентиляция), тяжелым поражением ЦНС или медикаментозной депрессией.
• 2).Торможение спонтанного дыхания под влиянием рефлексов ГерингаБройера.
• 3). Стимуляция спонтанного дыхания.
• 4). Выдох пациента против механического вдоха — «борьба» с вентилятором.
• 5). Синхронизация спонтанного дыхания с ИВЛ.

Наличие спонтанного дыхания при проведении ИВЛ является полезным фактором, так как:

• 1). Улучшает V/Q.
• 2). Тренирует дыхательную мускулатуру.
• 3). Уменьшает неблагоприятные влияния ИВЛ на гемодинамику, ВЧД и мозговой кровоток.
• 4). Корректирует газовый состав крови и РН.

Исходя из вышеизложенного, оптимальными режимами ИВЛ являются те, которые позволяют синхронизировать работу пациента и вентилятора. В начальной фазе лечения пациента допустимо подавить его дыхательную активность гипервентиляцией, однако, следует помнить о ее неблагоприятном воздействии на мозговой кровоток. CMV (control mandatory ventilation) — управляемая принудительная вентиляция должна применяться при апноэ любого генеза и гиповентиляции (гипоксемия + гиперкапния). Также оправдано ее применение для снижения повышенной работы дыхания пациента (и системного потребления кислорода) при тяжелой ДН. При этом, однако, приходится подавлять дыхательную активность гипервентиляцией, седацией и/или миоплегией.

Несмотря на то, что CMV может быстро и эффективно восстановить газообмен, у нее есть существенные недостатки. К недостаткам CMV относятся: необходимость постоянного, жесткого контроля оксигенации и вентиляции, так как пациент не может их контролировать, снижение сердечного выброса, задержка жидкости в организме, гипотрофия дыхательной мускулатуры (при длительном применении), гипервентиляция может вызвать бронхоспазм. Общая продолжительность ИВЛ при использовании CMV увеличивается. Поэтому CMV должна применяться как вынужденная и, желательно, кратковременная мера.

По мере улучшения состояния пациента вентиляционная поддержка должна постепенно уменьшаться. Это стимулирует его дыхательную активность, позволяет ему частично контролировать газообмен и тренировать дыхательную мускулатуру. Мероприятия по снижению вентиляционной поддержки можно проводить разными способами. Выбор способа зависит от возможностей и качества используемой дыхательной аппаратуры и опыта врача.

Наиболее простым решением является применение режима IMV (intermittent mandatory ventilation) — перемежающейся принудительной вентиляции. Этот режим не требует использования сложной дыхательной аппаратуры (подходит любая) и заключается в постепенном снижении частоты механических вдохов. Между механическими вдохами пациент дышит самостоятельно, используя непрерывный поток в дыхательном контуре. МОД контролируется врачом лишь частично. Это представляет определенную опасность при нерегулярной дыхательной активности и требует внимания персонала. При хорошей дыхательной активности и поэтапном снижении частоты механических вдохов МОД постепенно переходит под полный контроль пациента.

Хотя при IMV используются все положительные эффекты сохранения спонтанного дыхания, этот режим имеет серьезные недостатки. Более половины пациентов дышат асинхронно с вентилятором, что снижает эффективность газообмена и создает дыхательный дискомфорт. Повышается риск баротравмы при «борьбе» пациента с вентилятором (актуально лишь для доношенных детей). Резкие колебания АД и мозгового кровотока при дыхательном дискомфорте увеличивают риск внутричерепных кровоизлияний.

Поэтому оптимальным решением при снижении вентиляционной поддержки является применение PTV, позволяющей синхронизировать дыхательную активность пациента с работой вентилятора.

PTV — пациент — триггерная вентиляция.

В большинстве случаев применение PTV практически полностью решает проблему синхронизации пациента вентилятором. Для PTV используются вентиляторы, дизайн которых предусматривает возможность идентификации дыхательных попыток пациента. Для этой цели используются различные триггерные системы, которые рассматривались выше. В неонатологии PTV была первые применена в 1986 г с использованием абдоминального датчика движения (Mehta A. et al). В настоящее время в педиатрической практике в РФ наиболее часто используются триггерные системы, работающие по давлению и по потоку. Более редко используется импедансная технология (только аппарат «Sechrist SAVI»), абдоминальный триггер (только аппарат «Infant Star») и объемный триггер — модификация потокового (только аппарат «Babylog 8000»).

Любая триггерная система имеет определенную задержку времени между моментом возникновения респираторного сигнала и его регистрацией (signal delay), и между регистрацией сигнала и началом механического вдоха (time response). Общим требованием к любым триггерным системам является минимальная триггерная задержка (для эффективной поддержки спонтанного дыхания не более 100 мс). Все современные вентиляторы соответствуют этому требованию. В большинстве аппаратов чувствительность триггера регулируется.

Общей проблемой всех триггерных систем является аутоциклирование, то есть повторяющийся ответ вентилятора на нереспираторные сигналы. Эти сигналы могут создаваться колебательными движениями конденсата в дыхательном контуре, утечкой газа между ИТ и гортанью, сердечными сокращениями у доношенных детей. При повышении чувствительности триггера вероятность аутоциклирования повышается. Лишь абдоминальное триггирование практически не подвержено аутоциклированию, имеет один уровень чувствительности и может иметь преимущество над другими системами у детей с ЭНМТ. Однако, вентилятор «Infant Star» в РФ нераспространен. По новой триггерной системе NAVA пока не широких публикаций.

Наиболее простым в использовании является триггер по давлению, однако, его применение наименее эффективно у детей с массой тела < 1,5 кг. Дыхательные попытки этих пациентов не способны заметно снизить давление в дыхательном контуре. Нужно вдохнуть не менее 2мл (что является существенной частью Vt у недоношенных) чтобы запустить триггерный механизм. Длинная магистраль измерения давления увеличивает триггерную задержку. Утечка газа может снижать давление в контуре < PEEP и вызывать аутоциклирование. При повышении уровня РЕЕР, а особенно при наличии auto-PEEP повышается работа дыхания для запуска триггерного механизма.

Потоковый триггер, по мнению большинства авторов, является более чувствительным и имеет меньшую триггерную задержку. Однако, датчик потока (пневмотахометр) подвержен обструкции конденсатом, что снижает его чувствительность, увеличивает мертвое пространство и весьма чувствителен к утечке. При повышении РЕЕР его чувствительность снижается.

Многообразие триггерных систем свидетельствует об отсутствии «идеального» триггера. В идеальных условиях при PTV пациент должен тратить усилия только на триггирование (если не предусмотрена тренировка дыхательной мускулатуры), а идеальная триггерная задержка не должна превышать 10% от Ti.

К сожалению, применение PTV у младенцев (особенно недоношенных) не всегда эффективно (беспокойство пациента, тахипноэ, инспираторная или экспираторная асинхронность). Причины неэффективности различны: низкий гестационный возраст, недостаточная чувствительность триггера, большое время триггерной задержки, неадекватные параметры вентиляции. На величину триггерной задержки влияют: выбор уровня чувствительности триггера (чем ниже, тем больше задержка), утечка газа (чем больше, тем ниже чувствительность), наличие auto-PEEP повышает задержку и работу дыхания для запуска триггера. Но наибольший вред больному может причинить нераспознанное врачом аутоциклирование. Поэтому, врач, применяющий PTV, должен знать возможности триггерных систем и уметь разобраться в причинах неэффективности их применения, то есть должен обладать определенным опытом работы. Неправильно подобранные параметры вентиляции, чувствительность триггера, наличие auto-PEEP могут привести к повышению работы дыхания пациента (больше, чем обусловлено патологическим процессом). Автор не раз был свидетелем того, как врачи ЦРБ не отличали аутоциклирования от респираторных попыток пациента, результатом чего была выраженная гипервентиляция.

Переходить от CMV к PTV можно, когда наиболее «опасные» параметры ИВЛ уже снижены: FIO2 < 0,6, PIP < 25 см Н2О и РЕЕР < 6 см Н2О.

При эффективной PTV: снижается продолжительность ИВЛ, снижается частота баротравмы и ВЖК, уменьшается работа дыхания, повышается сердечный выброс, улучшается газообмен, снижается лекарственная нагрузка на больного.

У младенцев PTV применяется в трех режимах: A/C, SIMV, PS.