Einführung
Die inverse Ratio Ventilation (IRV) ist eine alternative Strategie für die mechanische Beatmung, die das klassische inspiratorische / exspiratorische Schema umkehrt. Dies wird durch Modifizieren des inspiratorischen zu exspiratorischen (I: E) Verhältnisses erreicht, typischerweise mit der Absicht, die Sauerstoffversorgung durch Erhöhen des mittleren Atemwegsdrucks (MAP) zu erhöhen. Die Diskussion des IRV erfordert ein Verständnis des grundlegenden Beatmungsgerätemanagements, das in einem separaten Artikel behandelt werden kann. Hier besprechen wir zusätzliche Bedingungen, die für die Nutzung von IRV erforderlich sind.
I: E-Verhältnis
Das I: E-Verhältnis gibt die Anteile jedes Atemzyklus an, der den inspiratorischen und exspiratorischen Phasen gewidmet ist. Die Dauer jeder Phase hängt von diesem Verhältnis in Verbindung mit der gesamten Atemfrequenz ab. Die Gesamtzeit eines Atemzyklus wird bestimmt, indem 60 Sekunden durch die Atemfrequenz dividiert werden. Inspirationszeit und Exspirationszeit werden dann bestimmt, indem der Atemzyklus basierend auf dem eingestellten Verhältnis portioniert wird. Zum Beispiel hat ein Patient mit einer Atemfrequenz von 10 Atemzügen pro Minute einen Atemzyklus von 6 Sekunden. Ein typisches I: E-Verhältnis für die meisten Situationen wäre 1: 2, wenn wir dieses Verhältnis auf den Patienten oben anwenden, wird der 6-Sekunden-Atemzyklus auf 2 Sekunden Inspiration und 4 Sekunden Exspiration zusammenbrechen. Eine Erhöhung des I: E-Verhältnisses auf 1: 3 führt zu 1,5 Sekunden Inspiration und 4,5 Sekunden Exspiration. Somit führt ein „höheres“ I: E-Verhältnis zu weniger Inspirationszeit und mehr Exspirationszeit bei gleicher Länge des Atemzyklus.
Die standardmäßigen Beatmungsmodi für die Lautstärkeregelung und die Druckregelung verwenden typischerweise I: E-Verhältnisse von 1: 2 oder in bestimmten Populationen bis zu 1: 3 oder 1: 4. In diesen Fällen ist die Exspirationsphase länger als die Inspirationsphase eingestellt, um die normale physiologische Atmung genauer nachzuahmen. Inverse Ratio Ventilation verwendet stattdessen I: E-Verhältnisse von 2:1, 3:1, 4:1, und so weiter, manchmal bis zu 10: 1, mit Inspirationszeiten, die die Exspirationszeiten überschreiten.
Mittlerer Atemwegsdruck
Der mittlere Atemwegsdruck (in diesem Artikel als MAP bezeichnet) ist der an der Öffnung der Atemwege gemessene Druck, gemittelt über den gesamten Atemzyklus. Die primäre Bestimmung von MAP sind PEEP, Inspirationsdruck und Zeitaufwand für jede Phase. Bei der mechanischen Standardbeatmung kann MAP geschätzt werden, indem angenommen wird, dass der Druck an den Atemwegen ungefähr gleich dem PEEP während des Ausatmens und ungefähr gleich dem Inspirationsdruck während des Einatmens ist. MAP kann dann berechnet werden, indem der Bruchteil eines Inspirationszyklus mit dem Inspirationsdruck multipliziert und zu dem Bruchteil eines Exspirationszyklus multipliziert mit dem PEEP addiert wird.
Zum Beispiel bei einem Patienten, der mechanisch mit einem PEEP von 5, einem Inspirationsdruck von 20 und einem I: E-Verhältnis von 1: 2 beatmet wurde. Der Patient hat einen Basisdruck an den Atemwegen von 5, aber für ein Drittel eines Atemzyklus (I: E-Verhältnis von 1: 2 bedeutet, dass ein Drittel des Zyklus für die Inspiration aufgewendet wird) erhöht sich dieser auf 20. Wir berechnen dann 5 x 2/3 + 20 x 1/3 = 10.
MAP korreliert mit dem mittleren Alveolardruck und damit dem transpulmonalen Druck. Obwohl mehrere Faktoren eine Rolle spielen, führt ein erhöhter transpulmonaler Druck zu einem erhöhten Gasaustausch, wodurch die Sauerstoffversorgung theoretisch verbessert wird. Die primäre Einbildung von IRV besteht darin, den mittleren Atemwegsdruck zu erhöhen, indem die Zeit erhöht wird, die für den höheren Druckabschnitt des Zyklus aufgewendet wird. Dies ermöglicht die Erhöhung der MAP bei gleichzeitiger Minimierung des Risikos für Lungenverletzungen im Vergleich zu anderen aggressiven Sauerstoffversorgungsstrategien, die häufig auf hohem PEEP- oder Inspirationsdruck beruhen. Die Erhöhung der Zeit, die im höheren Druckabschnitt des Zyklus verbracht wird, ermöglicht die Erhöhung der MAP, ohne den Druck selbst zu erhöhen, was mit einer Lungenverletzung verbunden ist. Eine höhere MAP führt zu einem höheren transpulmonalen Druck, der den Gasaustausch und die arterielle Sauerstoffversorgung verbessert.
