Mekanisk ventilation - Mechanical ventilation

Mekanisk ventilation
ICD-9 93,90 96,7
Maska D012121
OPS-301-kod 8-71

Mekanisk ventilation , assisterad ventilation eller intermittent obligatorisk ventilation (IMV), är den medicinska termen för artificiell ventilation där mekaniska medel används för att hjälpa eller ersätta spontan andning . Detta kan innebära en maskin som kallas en ventilator eller andningen kan bistås manuellt av en kvalificerad fackman, såsom en narkosläkare , respiratoriska terapeuten , legitimerad sjuksköterska , sjukvårdare eller annan första responder, genom komprimering av en Andningsballong anordning.

Mekanisk ventilation kallas "invasiv" om det involverar något instrument inuti luftstrupen genom munnen, såsom ett endotrakealt rör , eller huden, såsom ett trakeostomirör . Ansikts- eller näsmasker används för icke-invasiv ventilation hos lämpligt utvalda medvetna patienter.

De två huvudtyperna av mekanisk ventilation inkluderar övertrycksventilation där luft (eller annan gasblandning) trycks in i lungorna genom luftvägarna, och undertrycksventilation där luft vanligtvis i huvudsak sugs in i lungorna genom att stimulera rörelse i bröstet . Bortsett från dessa två huvudtyper finns det många specifika sätt för mekanisk ventilation , och deras nomenklatur har reviderats under årtiondena eftersom tekniken ständigt utvecklats.

Användningsområden

Andningsterapeut (RT) undersöker en mekaniskt ventilerad patient på en intensivvårdsavdelning . I de flesta situationer är RT: er ansvariga för att optimera ventilationshantering, justering och avvänjning.

Mekanisk ventilation indikeras när patientens spontana andning är otillräcklig för att upprätthålla livet. Det indikeras också som profylax för överhängande kollaps av andra fysiologiska funktioner eller ineffektivt gasutbyte i lungorna. Eftersom mekanisk ventilation endast tjänar som hjälp vid andning och inte botar en sjukdom, bör patientens underliggande tillstånd identifieras och behandlas för att lösa sig över tiden. Dessutom måste andra faktorer beaktas eftersom mekanisk ventilation inte är utan dess komplikationer. En av de främsta orsakerna till att en patient läggs in på en ICU är för leverans av mekanisk ventilation. Övervakning av en patient i mekanisk ventilation har många kliniska tillämpningar: Förbättra förståelsen för patofysiologi, hjälp med diagnos, vägled patienthantering, undvik komplikationer och utvärdering av trender. I allmänhet initieras mekanisk ventilation för att skydda luftvägarna/minska andningsarbetet och/eller korrigera blodgaser.

Vanliga specifika medicinska indikationer för användning inkluderar:

Mekanisk ventilation kan användas som en kortsiktig åtgärd, till exempel under en operation eller kritisk sjukdom (ofta vid en intensivvårdsavdelning ). Det kan användas hemma eller på en vård- eller rehabiliteringsinstitution om patienter har kroniska sjukdomar som kräver långvarig ventilationshjälp.

Risker och komplikationer

Mekanisk ventilation är ofta ett livräddande ingrepp, men medför potentiella komplikationer inklusive pneumotorax , luftvägsskada, alveolär skada, ventilatorassocierad lunginflammation och ventilatorassocierad trakeobronchit . Andra komplikationer inkluderar membranatrofi, minskad hjärteffekt och syreförgiftning. En av de primära komplikationerna hos mekaniskt ventilerade patienter är akut lungskada (ALI)/akut andningssyndrom (ARDS). ALI/ARDS erkänns som betydande bidragande faktorer till patientens sjuklighet och dödlighet.

I många vårdsystem är långvarig ventilation som en del av intensivvården en begränsad resurs ( eftersom det bara finns så många patienter som kan få vård vid varje givet tillfälle). Det används för att stödja ett enda sviktande organsystem (lungorna) och kan inte vända någon underliggande sjukdomsprocess (såsom terminal cancer). Av denna anledning kan det (ibland svåra) beslut fattas om det är lämpligt att starta någon med mekanisk ventilation. Lika många etiska frågor kring beslutet att avbryta mekanisk ventilation.

  1. Lungbarotrauma är en välkänd komplikation av mekanisk ventilation med positivt tryck. Detta inkluderar pneumothorax , subkutant emfysem , pneumomediastinum och pneumoperitoneum .
  2. Ventilatorassocierad lungskada (VALI) avser akut lungskada som uppstår under mekanisk ventilation. Det är kliniskt oskiljbart från akut lungskada eller akut andningssyndrom (ALI/ARDS).
  3. Membran glömska atrofi kan vara resultatet av kontrollerad mekanisk ventilation, en snabb typ av atrofi involverar de diafragma muskelfibrer som kan utvecklas i den första dagen av mekanisk ventilation. Denna orsak till atrofi i membranet är också en orsak till atrofi i alla andningsrelaterade muskler under kontrollerad mekanisk ventilation.
  4. Nedsatt mucociliär rörlighet i luftvägarna kan bero på ventilation med positivt tryck; bronkial slemtransport försämras ofta och är associerad med kvarhållande av sekret och lunginflammation .

Mekanisk ventilation är ofta förknippad med många smärtsamma ingrepp och själva proceduren kan vara obekväm. För spädbarn som behöver opioider för smärta inkluderar de potentiella biverkningarna av opioider problem med matning, mag- och tarmrörlighetsproblem , potentialen för opioidberoende och opioidtolerans.

Metod

På grund av anatomin hos människans svalget , struphuvudet och matstrupen och de förhållanden för vilka ventilation behövs, krävs ofta ytterligare åtgärder för att säkra luftvägarna under övertrycksventilation för att möjliggöra obehindrad passage av luft till luftrören och undvika luft passerar in i matstrupen och magen. Den vanliga metoden är genom införande av ett rör i luftstrupen : intubation, vilket ger en tydlig väg för luften. Detta kan antingen vara ett endotrakealt rör , infört genom de naturliga öppningarna i mun eller näsa, eller en trakeostomi insatt genom en konstgjord öppning i nacken. Under andra omständigheter kan enkla luftvägsmanövrer , en orofaryngeal luftväg eller laryngeal maskluftväg användas. Om patienten kan skydda sina egna luftvägar och icke-invasiv ventilation eller undertrycksventilation används, kan det hända att ett luftvägshjälpmedel inte behövs.

Smärtstillande läkemedel som opioider används ibland hos vuxna och spädbarn som kräver mekanisk ventilation. För prematura eller fullfödda spädbarn som kräver mekanisk ventilation finns det inga starka belägg för att ordinera opioider eller sedering rutinmässigt för dessa ingrepp, men vissa utvalda spädbarn som kräver mekanisk ventilation kan kräva smärtmedicin som opioider. Det är inte klart om klonidin är säkert eller effektivt att användas som lugnande medel för prematura och fullfödda barn som kräver mekanisk ventilation.

Lägen

Mekanisk ventilation använder flera separata system för ventilation som kallas läget. Lägen finns i många olika leveransbegrepp men alla lägen faller i en av tre kategorier; volymcyklad, tryckcyklad, spontant cyklad. I allmänhet är valet av vilket mekaniskt ventilationsläge som ska användas för en given patient baserat på klinikers bekanta med sätt och utrustningens tillgänglighet vid en viss institution.

Positivt tryck

Carl Gunnar Engström uppfann 1950 en av de första intermittenta övertrycksventilatorn, som levererar luft rakt in i lungorna med hjälp av ett endotrakealt rör placerat i luftröret.
Neonatal mekanisk ventilator

Utformningen av de moderna övertrycksventilatorerna baserades huvudsakligen på teknisk utveckling av militären under andra världskriget för att tillföra syre till stridsflygare på hög höjd. Sådana ventilatorer ersatte järnlungorna eftersom säkra endotrakealrör med manschetter med hög volym/lågt tryck utvecklades. Populariteten för övertrycksventilatorer ökade under polioepidemin på 1950-talet i Skandinavien och USA och var början på modern ventilationsterapi. Positivt tryck genom manuell tillförsel av 50% syre genom ett trakeostomirör ledde till en minskad dödlighet bland patienter med polio och andningsförlamning. Men på grund av den stora mängden arbetskraft som krävs för sådana manuella ingrepp blev mekaniska övertrycksventilatorer alltmer populära.

Ventilatorer med positivt tryck fungerar genom att öka patientens luftvägstryck genom ett endotrakealt eller trakeostomirör. Det positiva trycket tillåter luft att strömma in i luftvägarna tills ventilatorns andetag avslutas. Sedan sjunker luftvägstrycket till noll, och den elastiska rekylen i bröstväggen och lungorna pressar tidvattenvolymen -utandningen genom passiv utandning.

Maskiner för undertryck

En järnlunga

Undertryck mekaniska ventilatorer produceras i små, fälttyp och större format. Den framträdande designen av de mindre enheterna är känd som cuirass , en skalliknande enhet som endast används för att skapa undertryck på bröstet med en kombination av ett passande skal och en mjuk urinblåsa. Under de senaste åren har den här enheten tillverkats med hjälp av olika storlekar av polykarbonatskal med flera tätningar och en högtrycksoscillationspump för att utföra tvåfasig kiirassventilation . Dess huvudsakliga användning har varit hos patienter med neuromuskulära störningar som har viss kvarvarande muskelfunktion. Det senare, större formatet används, särskilt med poliovingesjukhusen i England som St Thomas 'Hospital i London och John Radcliffe i Oxford .

De större enheterna har sitt ursprung i järnlungen , även känd som tanken Drinker and Shaw, som utvecklades 1929 och var en av de första undertrycksmaskinerna som användes för långvarig ventilation. Det förfinades och används i 20-talet till stor del som en följd av polio epidemi som drabbade världen under 1940-talet. Maskinen är i själva verket en stor långsträckt tank , som omsluter patienten upp till halsen. Halsen är försluten med en gummipackningen så att patientens ansikte (och luftvägs) exponeras för rumsluften. Medan utbytet av syre och koldioxid mellan blodomloppet och lungrummet fungerar genom diffusion och inte kräver något yttre arbete måste luft föras in och ut ur lungorna för att göra det tillgängligt för gasutbytesprocessen . Vid spontan andning skapas ett negativt tryck i pleurahålan av andningens muskler, och den resulterande lutningen mellan atmosfärstrycket och trycket inuti bröstkorgen genererar ett luftflöde. I järnlungen med hjälp av en pump dras luften tillbaka mekaniskt för att producera ett vakuum inuti tanken, vilket skapar negativt tryck. Detta undertryck leder till expansion av bröstkorgen, vilket orsakar en minskning av intrapulmonärt tryck och ökar flödet av omgivande luft till lungorna. När vakuumet släpps ut trycket inuti tanken motsvarar trycket i omgivningstrycket och bröstets och lungornas elastiska spole leder till passiv utandning. Men när vakuumet skapas expanderar buken också tillsammans med lungan, vilket avbryter det venösa flödet tillbaka till hjärtat, vilket leder till sammanslagning av venöst blod i nedre extremiteterna. Det finns stora porthål för åtkomst till sjuksköterska eller hemassistent. Patienterna kan prata och äta normalt och kan se världen genom en välplacerad serie speglar. Vissa skulle kunna vara kvar i dessa järn lungor i flera år i taget ganska framgångsrikt.

Intermittent buktrycksventilator

En annan typ är den intermittenta buktrycksventilatorn som applicerar tryck externt via en uppblåst blåsan, vilket tvingar utandning, ibland kallad exsufflation . Den första apparaten var Bragg-Paul Pulsator . Namnet på en sådan enhet, Pneumobelt tillverkat av Puritan Bennett har till viss del blivit ett generiskt namn för typen.

Övervakning

Hos ventilerade patienter, pulsoximetri, används den ofta vid titrering av FIO2. Ett pålitligt mål för Spo2 är större än 95%.

Olika strategier finns för att hitta nivån på PEEP hos dessa patienter med ARDS styrt av matstruptryck, stressindex , statisk luftvägstryck-volymkurva. Hos sådana patienter rekommenderar vissa experter att PEEP begränsas till låga nivåer (~ 10cmH2O). Hos patienter som har diffus luftförlust kan PEEP användas förutsatt att det inte medför att platåtrycket stiger över den övre böjningspunkten.

De flesta moderna ventilatorer har grundläggande övervakningsverktyg. Det finns också bildskärmar som fungerar oberoende av ventilatorn som gör det möjligt att mäta patienter efter att ventilatorn har tagits bort, till exempel ett T -rörstest .

Tillbakadragande från mekanisk ventilation

Tidpunkt för tillbakadragande från mekanisk ventilation - även känd som avvänjning - är en viktig faktor. Personer som kräver mekanisk ventilation bör överväga sin ventilation för uttag om de kan stödja sin egen ventilation och syresättning, och detta bör bedömas kontinuerligt. Det finns flera objektiva parametrar att titta efter när man överväger abstinens, men det finns inga specifika kriterier som generaliserar för alla patienter.

The Rapid Shallow Breathing Index (RSBI, förhållandet mellan andningsfrekvens och tidvattenvolym (f/VT), tidigare kallat "Yang Tobin Index" eller "Tobin Index" efter Dr. Karl Yang och professor Martin J. Tobin från Loyola University Medical Center ) är en av de bäst studerade och mest använda avvänjningsprediktorerna, utan att någon annan prediktor har visat sig vara överlägsen. Det beskrevs i en prospektiv kohortstudie av mekaniskt ventilerade patienter som fann att en RSBI> 105 andetag/min/L var associerad med avvänjningsbrist, medan en RSBI <105 andetag/min/L förutspådde avvänjningssuccé med en känslighet, specificitet, positiv prediktivt värde och negativt prediktivt värde på 97%, 64%, 78%respektive 95%.

Typer av ventilatorer

SMART BAG MO Bag-Valve-Mask Resuscitator

Ventilatorer finns i många olika stilar och metoder för att ge andetag för att upprätthålla livet. Det finns manuella ventilatorer såsom påsventilmasker och anestesipåsar som kräver att användarna håller ventilatorn i ansiktet eller på en konstgjord luftväg och håller andan med händerna. Mekaniska ventilatorer är ventilatorer som inte kräver operatörsansträngning och är vanligtvis datorstyrda eller pneumatikstyrda. Mekaniska ventilatorer kräver vanligtvis ström från ett batteri eller ett vägguttag (DC eller AC) även om vissa ventilatorer fungerar på ett pneumatiskt system som inte kräver ström. Det finns en mängd olika tekniker för ventilation, som delas in i två huvud- (och sedan mindre kategorier), de två är den äldre tekniken för undertrycksmekanismer och de vanligare typerna av positivt tryck.

Vanliga mekaniska ventilatorer med positivt tryck inkluderar:

  1. Transportventilatorer - Dessa ventilatorer är små och mer robusta och kan drivas pneumatiskt eller via AC- eller DC -strömkällor.
  2. Intensivvårdare-Dessa ventilatorer är större och drivs vanligtvis med växelström (även om de nästan innehåller ett batteri för att underlätta transport inom anläggningen och som en backup i händelse av strömavbrott). Denna typ av ventilator ger ofta större kontroll över en mängd olika ventilationsparametrar (såsom inspiratorisk stigningstid). Många ICU -ventilatorer innehåller också grafik för att ge visuell återkoppling av varje andetag.
  3. Neonatala ventilatorer ( bubbla CPAP ) - Dessa är utformade med tanke på för tidigt födda barn och är en specialiserad delmängd av ICU -ventilatorer som är utformade för att leverera de mindre, mer exakta volymerna och trycket som krävs för att ventilera dessa patienter.
  4. Positiva luftvägstrycksventilatorer (PAP)-Dessa ventilatorer är speciellt utformade för icke-invasiv ventilation . Detta inkluderar ventilatorer för användning hemma för behandling av kroniska tillstånd som sömnapné eller KOL .

Andningsleveransmekanismer

Utlösare

Utlösaren är det som får ett andetag att levereras av en mekanisk ventilator. Andningen kan utlösas av att en patient tar egna andetag, en ventilatoroperatör som trycker på en manuell andningsknapp eller av respiratorn baserat på inställd andningsfrekvens och ventilationsläge.

Cykel

Cykeln är det som får andan att övergå från inspirationsfasen till utandningsfasen. Andning kan cyklas av en mekanisk ventilator när en viss tid har uppnåtts, eller när ett förinställt flöde eller procentandel av det maximala flödet som levereras under ett andetag uppnås beroende på andningstyp och inställningar. Andning kan också cyklas när ett larmtillstånd som en hög tryckgräns har uppnåtts, vilket är en primär strategi för tryckreglerad volymkontroll .

Begränsa

Gräns ​​är hur andningen kontrolleras. Andningen kan vara begränsad till ett maximalt kretstryck eller ett maximalt flöde.

Andningsutandning

Utandning i mekanisk ventilation är nästan alltid helt passiv. Ventilatorns utandningsventil öppnas och utandningsflödet tillåts tills baslinjetrycket ( PEEP ) uppnås. Expiratoriskt flöde bestäms av patientfaktorer som överensstämmelse och resistens.

Konstgjorda luftvägar som anslutning till ventilatorn

Det finns olika förfaranden och mekaniska anordningar som ger skydd mot luftvägskollaps, luftläckage och aspiration :

  • Ansiktsmask - Vid återupplivning och vid mindre ingrepp under narkos räcker ofta en ansiktsmask för att uppnå en tätning mot luftläckage. Den medvetslösa patientens öppenhet för luftvägar upprätthålls antingen genom manipulation av käken eller genom användning av nasofaryngeal eller orofaryngeal luftväg . Dessa är utformade för att ge en passage av luft till svalget genom näsan respektive munnen. Dåligt monterade masker orsakar ofta näsbryggsår, ett problem för vissa patienter. Ansiktsmasker används också för icke-invasiv ventilation hos medvetna patienter. En helmask ger dock inget skydd mot aspiration. Icke-invasiv ventilation kan övervägas för epidemier av COVID-19 där tillräcklig invasiv ventilationskapacitet inte är tillgänglig (eller i vissa mildare fall), men trycksatta skyddsdräkter för vårdgivare rekommenderas på grund av riskerna med dåligt passande masker som avger förorenande aerosoler.
  • Trakeal intubation utförs ofta för mekanisk ventilation av timmar till veckors varaktighet. Ett rör förs in genom näsan (nasotrakeal intubation) eller munnen (orotrakeal intubation) och avancerar in i luftstrupen . I de flesta fall används rör med uppblåsbara manschetter för att skydda mot läckage och aspiration. Intubation med ett manschettrör anses ge det bästa skyddet mot aspiration. Trakealrör orsakar oundvikligen smärta och hosta. Därför, om inte en patient är medvetslös eller bedövad av andra skäl, ges vanligtvis lugnande läkemedel för att ge röret tolerans. Andra nackdelar med trakeal intubation inkluderar skador på slemhinnefodret i nasofarynx eller orofarynx och subglottisk stenos .
  • Supraglottisk luftväg - en supraglottisk luftväg (SGA) är varje luftvägsanordning som sitter ovanför och utanför luftstrupen, som ett alternativ till endotrakeal intubation. De flesta enheter arbetar via masker eller manschetter som blåses upp för att isolera luftstrupen för syretillförsel. Nyare enheter har esofagealportar för sugning eller portar för rörbyte för att möjliggöra intubation. Supraglottiska luftvägar skiljer sig främst från trakeal intubation genom att de inte förhindrar aspiration. Efter införandet av laryngeal mask airway (LMA) 1998 har supraglottiska luftvägsanordningar blivit vanliga vid både elektiv och nödanestesi. Det finns många typer av SGA, inklusive esophageal-tracheal combitube (ETC), laryngeal tube (LT) och den föråldrade esophageal obturator airway (EOA).
  • Krikotyrotomi - Patienter som kräver akut luftvägshantering, i vilka trakeal intubation har misslyckats, kan kräva en luftväg insatt genom en kirurgisk öppning i krikotyreoidmembranet . Detta liknar en trakeostomi men en krikotyrotomi är reserverad för akut åtkomst.
  • Trakeostomi - När patienter kräver mekanisk ventilation i flera veckor kan en trakeostomi ge den lämpligaste åtkomsten till luftstrupen. En trakeostomi är en kirurgiskt skapad passage in i luftstrupen . Trakeostomirör tolereras väl och kräver ofta ingen användning av lugnande läkemedel. Trakeostomirör kan sättas in tidigt under behandlingen hos patienter med redan existerande allvarlig andningssjukdom, eller hos alla patienter som förväntas vara svåra att avvänja från mekanisk ventilation, dvs patienter med lite musklereserv.
  • Munstycke - Mindre vanligt gränssnitt, ger inte skydd mot aspiration. Det finns läpptäta munstycken med flänsar för att hålla dem på plats om patienten inte kan.

Mekanism

I teorin är luftvägstrycket helt enkelt skillnaden mellan trycket vid luftvägsöppning och trycket i alveolerna. Det är,

där P TA är luftvägstrycket, P AO är trycket vid luftvägsöppningen och P ALV är trycket i alveolerna.

Följande är ytterligare parametrar relaterade till ventilation.

  • Alveolär ventilation:
Mängden gas per tidsenhet som når alveolerna och blir involverad i gasutbyte
där är alveolär ventilation, är tidalvolymen , är det dött utrymme volymen , och är den andningsfrekvens
  • Arteriell PaCO2:
PaCO2 är det partiella trycket av koldioxid i arteriellt blod, som avgör hur väl koldioxid kan röra sig ur kroppen
var är det partiella trycket av koldioxid, är koldioxidproduktionen, är den alveolära ventilationen
  • Alveolär volym:
Alveolär volym definieras som volymen luft som kommer in och lämnar alveolerna per minut
var är Alveolär volym, är tidvattenvolymen , är det anatomiska döda utrymmet

När 100% syre (1,00 Fi O
2
) används initialt för en vuxen, är det enkelt att beräkna nästa Fi O
2
att användas och lätt att uppskatta shuntfraktionen. Den uppskattade shuntfraktionen avser mängden syre som inte absorberas i cirkulationen. I normal fysiologi sker gasutbyte (syre/koldioxid) vid nivån av alveolerna i lungorna. Förekomsten av en shunt hänvisar till alla processer som hindrar detta gasutbyte, vilket leder till bortkastat syre inspirerat och flödet av osyrebart blod tillbaka till "vänster hjärta" (som i slutändan förser resten av kroppen med ooxygenerat blod). Vid användning av 100% syre uppskattas graden av rangering till:

700 mmHg - uppmätt Pa O
2
(från en arteriell blodgas )

För varje skillnad på 100 mmHg är shunten 5%. En shunt på mer än 25% bör leda till att man letar efter orsaken till denna hypoxemi, till exempel stamstammsintubation eller pneumotorax , och bör behandlas i enlighet med detta. Om sådana komplikationer inte föreligger måste andra orsaker eftersökas och positivt slutet-expiratoriskt tryck (PEEP) bör användas för att behandla denna intrapulmonära shunt. Andra sådana orsaker till en shunt inkluderar:

Mekaniskt dödrum är en ytterligare viktig parameter i ventilatorns design och funktion. Det definieras som mängden gas som andas igen som ett resultat av användning i en mekanisk anordning. Följande är en exempelberäkning för mekaniskt dödrum:

( Bohr – Enghoff -ekvationen )

Historia

Den grekiska läkaren Galen kan ha varit den första som beskrev mekanisk ventilation: "Om du tar ett dött djur och blåser luft genom struphuvudet [genom en vass], kommer du att fylla dess bronkier och se hur lungorna uppnår den största distansen." Vesalius beskriver också ventilation genom att sätta in en vass eller sockerrör i luftrören hos djur. År 1908 demonstrerade George Poe sin mekaniska andningsskydd genom att kväva hundar och till synes väcka dem till liv.

Se även

Anteckningar

Referenser

externa länkar