Drukgecontroleerde ventilatie

gebruik van PCV in een vroeg stadium van het klinische verloop van een patiënt kan de resultaten verbeteren.

Marshall L. Post, RRT

positieve drukventilatie (in tegenstelling tot negatieve drukventilatie) is de basisbenadering voor mechanische ventilatie sinds de late jaren 1950. de vroegste positieve drukventilatoren vereisten dat de bediener een specifieke druk instelde; de machine leverde stroom totdat die druk was bereikt. Op dat moment fietste de ventilator in de uitademing, waardoor het geleverde getijdevolume afhankelijk was van hoe snel de ingestelde druk werd bereikt. Alles wat regionale veranderingen veroorzaakte in compliance (zoals de positie van de patiënt) of resistentie (zoals bronchospasme) resulteerde in een ongewenste-en vaak niet herkende-afname van afgeleverde getijdenvolumes (en, vervolgens, hypoventilatie) als gevolg van de voortijdige cycli van de machine naar de expiratoire fase.Aan het eind van de jaren zestig werd een ventilatie met Volumecyclische cyclus (VC) geïntroduceerd. Dit type ventilatie garandeert een consistent, voorgeschreven getijdenvolume en is al sinds de jaren zeventig de keuze. hoewel het getijdenvolume gelijk is met volumecirkelventilatie, leiden veranderingen in compliance of weerstand tot een toename van de druk die in de longen wordt gegenereerd. Dit kan barotrauma en volutrauma veroorzaken. In zekere zin creëerde de oplossing voor het probleem van hypoventilatie het probleem van overmatige druk/volume.

drukregeling

de meeste nieuwe ventilatoren van de generatie zijn verkrijgbaar met de drukgestuurde ventilatiemodus (PCV). In PCV is druk de gecontroleerde parameter en tijd het signaal dat de inspiratie beëindigt, waarbij het geleverde getijdenvolume wordt bepaald door deze parameters. De hoogste stroom wordt geleverd aan het begin van de inspiratie, het laden van de bovenste luchtwegen vroeg in de inspiratoire cyclus en waardoor meer tijd voor druk om te equilibreren. De stroom vertraagt exponentieel als functie van de stijgende druk, en de vooraf ingestelde inspiratoire druk wordt gehandhaafd voor de duur van de door de operator ingestelde inspiratoire tijd.

klinische voordelen

mismatching van de ventilatie/perfusie komt vaak voor in longen met een lage compliance, zoals bij adult respiratory distress syndrome (Ards). Wanneer sommige longeenheden minder aan de voorschriften voldoen dan andere, volgt het gas dat wordt geleverd met een constant debiet (zoals dat gewoonlijk wordt toegediend met conventionele volumeventilatie) het pad van de minste weerstand. Dit resulteert in een ongelijke verdeling van de ventilatie. Wanneer compliance afneemt in andere longeenheden, treedt verdere slechte verdeling van de adem op. De meest conforme longeenheden raken overventilated en de minst conforme longeenheden blijven onderventilated, waardoor ventilatie/perfusie mismatching. Dit resulteert vaak in hoge lokale ventilatiedruk en verhoogt de kans op barotrauma.

er is gepostulateerd1 dat het hoge initiële piekdebiet en het vertragende inspiratoire stromingspatroon dat bij PCV wordt gebruikt, kunnen leiden tot het aantrekken van extra longeenheden en een verbeterde ventilatie van alveoli (met verlengde tijdsconstanten). Deze vertragende stroomgolfvorm resulteert in een meer laminaire luchtstroom aan het einde van de inspiratie, met een gelijkmatiger verdeling van de ventilatie in longen met duidelijk verschillende weerstandswaarden van het ene gebied van de Long naar het andere.2

Golfvormanalyse stelt de arts in staat de inspiratoire tijd te optimaliseren, waardoor de discrepantie tussen ventilatie en perfusie verder wordt verminderd. De ideale inspiratietijd laat zowel de inspiratoire als de expiratoire stromen toe om 0 L/min te bereiken tijdens mechanische ademhalingen (figuur 1, blz.74). Als de inspiratoire tijd voor mechanische ademhalingen te kort is, cycli de ventilator naar de expiratoire fase voordat de inspiratoire druk voldoende tijd heeft om te equilibreren. Dit resulteert in een verminderd geïnspireerd getijdenvolume (Figuur 2, blz.74). Door de inspiratoire tijd in zeer kleine stappen te verlengen, is het mogelijk om het geleverde getijdenvolume te verhogen en de alveolaire ventilatie te verhogen. Voorzichtigheid is echter geboden om te voorkomen dat de inspiratietijd te veel toeneemt; indien deze te lang is, bereikt de expiratoire stroom niet 0 L / min (uitgangswaarde) voordat de ventilator de inspiratoire fase ingaat (Figuur 3, blz.74). Dit wijst (maar kwantificeert niet) op de aanwezigheid van intrinsieke positieve eind-expiratoire druk (PEEP), of autoPEEP.

als de inspiratoire tijd wordt verlengd tot het punt waarop autopep wordt gemaakt, kan een verminderd getijdenvolume ontstaan. Een methode die wordt gebruikt om de optimale inspiratoire tijd te bereiken is om de inspiratoire tijd te verhogen in intervallen van 0,1 seconde totdat het uitgeademde getijdenvolume afneemt. Op dit punt moet de inspiratoire tijd worden verminderd 0,1 seconde en gehandhaafd.3

een ander mogelijk gevaar van het instellen van een inspiratoire tijd die te lang is, is hemodynamisch compromis als gevolg van verhoogde intrathoracale druk. PCV resulteert meestal in een hogere gemiddelde luchtwegdruk. Sommige onderzoekers hebben deze toename van de intrathoracale druk in verband gebracht met hemodynamisch compromis, zoals gekenmerkt door een verminderde cardiale output4 en een significant verlaagde cardiale index.5

soms (met name bij een hoge vooraf ingestelde ademhalingssnelheid) kan geen nulstroom worden bereikt bij inademing of uitademing, waardoor een paradox ontstaat (Figuur 4, blz.74). De arts moet beslissen of hij de inspiratoire of expiratoire tijd verhoogt om het meest wenselijke getijdenvolume en hemodynamische resultaten voor de betreffende patiënt te bereiken.

de vormen van beademingsgolfvormen kunnen significante veranderingen vertonen naarmate de toestand van de zieke long verandert, soms in een zeer korte tijd. Daarom is een zorgvuldige en consistente monitoring van de flow-time curve belangrijk. Ook het monitoren van het getijdenvolume is belangrijk. Er is geen getijdenvolume garantie aanwezig in PCV in vergelijking met volumeventilatie. Patiënten kunnen hypo-of hyperventilatie ondergaan wanneer veranderingen in de therapietrouw en resistentie optreden.

voordelen van PCV

verbeterde V / Q Match

PCV werd het vaakst gebruikt bij patiënten, zoals patiënten met ARDS, bij wie de compliance in de longen significant is verminderd, gekenmerkt door hoge beademingsdruk en verergerende hypoxemie ondanks een hoge fractie geïnspireerde zuurstof (Fio2) en Peep-niveau.1,3,4,6-9 door de mechanische adem te geven met een exponentieel vertragend stromingspatroon, maakt PCV het mogelijk om de druk over de longeenheden te equilibreren gedurende een vooraf ingestelde tijd, wat resulteert in een aanzienlijk lagere druk en een verbeterde verdeling van de ventilatie. Dit verlaagt het risico op barotrauma als gevolg van de hoge druk die vaak nodig is om deze patiënten te ventileren.

Studies1, 6-9 wijzen erop dat PCV de arteriële oxygenatie en de zuurstoftoevoer naar de weefsels verbetert. Een mogelijke verklaring voor deze verbeterde oxygenatie is dat PCV een toename van alveolaire rekrutering veroorzaakt, met een vermindering van rangeren en dode ruimteventilatie.3 omdat verbeterde oxygenatie gepaard is gegaan met een verhoogde gemiddelde luchtwegdruk,2,6,9 moet dit gemiddelde drukniveau worden geregistreerd vóór de conversie naar PCV; aanpassingen moeten worden gemaakt in PEEP-niveaus en inspiratoire tijd (indien mogelijk) om een consistente gemiddelde luchtwegdruk te handhaven. Sommige auteurs suggereren ook dat autopep nauw verwant is aan oxygenatie5 en raden aan om autopep te gebruiken als primaire controlevariabele voor oxygenatie.10

extreem hoge luchtwegweerstand, zoals waargenomen bij ernstig bronchospasme, resulteert in ernstige mismatch van de ventilatie/perfusie. De hoge luchtwegweerstand veroorzaakt een zeer turbulente gasstroom, met hoge piekdrukken en een zeer slechte verdeling van de ventilatie. De exponentieel vertragende golfvorm van PCV zorgt voor meer laminaire luchtstroom aan het einde van de inspiratie. Het toedienen van de adem over een vaste periode van tijd “spalken” de luchtwegen open zodat een meer gelijkmatige verdeling van de ventilatie naar de longeenheden die deelnemen aan de gasuitwisseling kan optreden.

verbeterde synchronie

soms overschrijdt de inspiratoire stroombehoefte van een patiënt de capaciteit van de ventilator bij VC-beademing. Wanneer de ventilator is ingesteld op een vast stromingspatroon, zoals bij conventionele volumeventilatie, past hij de inspiratoire stroom niet aan om aan de stroombehoeften van de patiënt te voldoen. Bij PCV past de ventilator de stroomafgifte en de vraag van de patiënt aan, waardoor mechanische ademhalingen veel comfortabeler worden en vaak de behoefte aan kalmerende middelen en verlammende middelen afneemt.

lagere piekdruk in de luchtwegen

dezelfde instelling van het getijdevolume, geleverd door PCV versus VC, zal resulteren in een lagere piekdruk in de luchtwegen. Dit is een functie van de vorm van de stroomgolfvorm en kan de lagere incidentie van barotrauma en volutrauma met PCV verklaren.

initiële instellingen

voor PCV kan de initiële inspiratoire druk worden ingesteld als de druk van het volume-ventilatieplateau minus PEEP. Ademhalingsfrequentie, Fio2 en PEEP-instellingen moeten dezelfde zijn als die voor volumeventilatie. Inspiratoire tijd en inspiratoire tot expiratoire (I:E) verhouding worden bepaald op basis van de flow-time curve. Wanneer PCV wordt gebruikt voor een hoge inspiratoire stroming en een hoge luchtwegweerstand, moet de inspiratoire druk echter worden gestart op een relatief laag niveau (gewoonlijk < 20 cm H2O) en moet de inspiratoire tijd relatief kort zijn (gewoonlijk < 1.25 seconden bij volwassenen) om te hoge getijdenvolumes te voorkomen.

bij het wijzigen van een van de instellingen van de ventilator moet zorgvuldig worden overwogen welk effect de verandering zal hebben op andere variabelen. Veranderende inspiratoire druk of inspiratoire tijd zal het geleverde getijdenvolume veranderen. Het veranderen van de I:E verhouding verandert de inspiratoire tijd, en vice versa. Houd bij het veranderen van de ademhalingssnelheid de inspiratoire tijd constant om het getijdenvolume niet te veranderen, hoewel dit de I:E-verhouding zal veranderen. Let altijd op de flow-time curve bij het maken van veranderingen (voor onmiddellijke bepaling van het effect van de verandering op de dynamiek van de ademafgifte). Let op oxygenatieveranderingen bij het manipuleren van variabelen die de gemiddelde luchtwegdruk kunnen veranderen. Het verhogen van de piep met behoud van een constante piekdruk in de luchtwegen-dat wil zeggen het verlagen van de inspiratoire druk met dezelfde hoeveelheid als de toename van de piep-zal leiden tot een afname van het afgeleverde getijdenvolume. Omgekeerd zal een afname van de PEEP met een constante piekdruk in de luchtwegen resulteren in een toename van het afgeleverde getijdenvolume.

overgang naar PCV

in onze instelling lijkt een vroege overgang naar PCV voor personen die risico lopen op longcomplicaties (ARDS, aspiratiepneumonie, E.D.) de resultaten te hebben verbeterd door het voorkomen van enkele van de risico ‘ s verbonden aan mechanische beademing, zoals barotrauma. Toekomstige studies moeten de rol van PCV in een vroeg stadium van het klinisch verloop van een patiënt onderzoeken, wanneer ademhalingsfalen minder ernstig kan zijn en de algehele fysiologische toestand beter kan zijn.

verbetering na het starten van de hematocriet is niet altijd onmiddellijk. Hoewel een verminderde piekdruk in de luchtwegen vaak onmiddellijk wordt waargenomen, kunnen andere verbeteringen pas na enkele minuten of uren optreden. Er is bijvoorbeeld vaak een initiële afname van de zuurstofverzadiging omdat eerder onderventileerde eenheden beginnen deel te nemen aan de gasuitwisseling, waardoor onmiddellijke ventilatie/perfusie mismatching ontstaat. Bij afwezigheid van tekenen van hemodynamisch compromis, wordt gesuggereerd dat men de patiënt in PCV laat totdat volledige stabilisatie is toegestaan om voor te komen.

Inverse I: E verhoudingen zijn niet altijd nodig. In vroege rapporten6, 8, 10 werd aangegeven dat inverse I:E ratio ‘ s altijd gebruikt moesten worden voor PCV. In recenter gepubliceerde rapporten3, 5 wordt het nut van dit concept in twijfel getrokken. Er is veel geschreven over de effecten van inverse I:E ratio ‘ s op hemodynamische parameters zoals cardiale output en pulmonale capillaire wigdruk. Sommige onderzoekers 1, 6, 8 hebben aangetoond dat PCV weinig of geen effect heeft op hemodynamische variabelen, terwijl andere 4,5 significante effecten op deze parameters suggereren.

uit een recente studie3 is gebleken dat het gebruik van een inverse I:E-verhouding niet universeel noodzakelijk is. Eventuele nadelige hemodynamische effecten van inverse I:E ratio ‘ s zullen van patiënt tot patiënt verschillen. Ongeacht of omgekeerde ratio ‘ s worden gebruikt, moeten de individuele hemodynamische parameters zoveel mogelijk worden gecontroleerd en moeten corrigerende maatregelen worden genomen als er nadelige effecten optreden. Bijvoorbeeld, hoge autopep zal een verhoging van de e-Tijd met ofwel een vermindering van de ademhalingssnelheid of een verhoging van de I:E-verhouding (van 1:1 naar 1:1,5).

conclusie

de huidige microprocessorventilatoren hebben ons in staat gesteld een oude vorm van ventilatie met veel meer veiligheid en efficiëntie opnieuw te bezoeken. Studies op PCV worden steeds vaker voor in de medische literatuur, en gunstige resultaten worden gerapporteerd over het volledige spectrum van patiënten, van pediatrische tot volwassen populaties. Om gelijke tred te houden met de PCV informatie explosie, en deze ventilator modus veilig en efficiënt toe te passen, RCPs moet een grondig begrip van de fundamentele concepten van PCV hebben.

Marshall L. Post, RRT, is senior adult critical care respiratory therapeut in de respiratory Care afdeling bij Wesley Medical Center, Wichita, Kan, en is een instructeur in de respiratory therapy program op Kansas Newman College, Wichita.

1. Abraham E, Yoshihara G. cardiorespiratoire effecten van drukgecontroleerde ventilatie bij ernstig respiratoir falen. Borst. 1990;98:1445-1449.
2. Marik PE, Krikorian J. Pressure-controlled ventilation in ARDS: a practical approach. Borst. 1997;112:1102-1106.
3. Howard WR. Drukregeling ventilatie met een Puritan-Bennett 7200A ventilator: toepassing van een algoritme en resulteert in 14 patiënten. Respiratoire Zorg. 1993;38:32-40.
4. Chan K, Abraham E. effecten van inverse ratio ventilatie op cardiorespiratoire parameters bij ernstig respiratoir falen. Borst. 1992;102:1556-1661.
5. Mercat a, Graini L, Teboul JL, Lenique F, Richard C. cardiorespiratoire effecten van pressure-controlled ventilation with and without inverse ratio in the adult respiratory distress syndrome. Borst. 1993;104:871-875.
6. Lain DC, DiBenedetto R, Morris SL, Nguyen AV, Saulters R, Causey D. Pressure control inverse ratio ventilation as a method to reduce peak inspiratory pressure and provide adequate ventilation and oxygenation. Borst. 1989;95:1081-1088.
7. Sharma s, Mullins RJ, Trunkey DD. Beademing van patiënten met pulmonale kneuzing. Am J Sur. 1996; 172: 529-532.
8. Tharrat RS, Allen RP, Albertson TE. Druk gecontroleerde inverse ratio ventilatie bij ernstig volwassen respiratoir falen. Borst. 1988;94:7855-7862.
9. Armstrong BW, MacIntyre NR. Druk-gecontroleerde omgekeerde verhouding ventilatie die lucht vangen in het adult respiratory distress syndrome voorkomt. Crit Care Med. 1995;23:279-285.
10. East TD, Bohm SH, Wallace CJ, et al. Een succesvol geautomatiseerd protocol voor klinisch beheer van drukregeling inverse ratio ventilatie bij ARDS patiënten. Borst. 1992;101:697-710.