© Borgis - Anestezjologia Intensywna Terapia 3/2006, s. 134-139
*Andrzej Piotrowski1, Wojciech Fendler1, Piotr Czech1, Wojciech Sobala2
Zmiany ciśnienia w tchawicy podczas wentylacji czasowo-zmiennej z kontrolowanym ciśnieniem, kontrolowaną objętością oraz wentylacji z regulowanym ciśnieniem i kontrolowaną objętością u niemowląt
Intratracheal pressure during time cycled, pressure controlled ventilation and pressure regulated volume controlled ventilation in infants
1Oddział Kliniczny Anestezjologii i Intensywnej Terapii UM w Łodzi
kierownik: prof. dr hab. n. med. A. Piotrowski
2Instytut Medycyny Pracy im. Prof. Jerzego Nofera w Łodzi
dyrektor: prof. dr hab. n. med. K. Rydzyński
Summary
Background. Pressure controlled ventilation (PCV) has been recognized as an alternative to volume controlled ventilation (VCV) for respiratory distress syndrome. Pressure regulated, volume controlled ventilation (PRVC) is a relatively new method of respiratory support which allows for precise adjustment of tidal volume delivered to the patient, ventilated with a square pressure wave, characteristic of pressure controlled ventilation.
Methods. In the prospective study, we compared the effects of three ventilation modes (PCV, VCV, and PRVC) on the peak inspiratory pressure (PIP) measured within the respiratory circuit and directly in the trachea, and on arterial blood pressure and pulmonary gas exchange. Infants, treated for acute respiratory failure, were ventilated with constant tidal volume, using a Siemens Servo 300 ventilator for 30 min with PCV, VCV or PRVC, in random order. Intratracheal pressure was measured via a pre-cut catheter inserted into the endotracheal tube and connected to the pressure monitor.
Results. 14 infants, aged 3-13 days were enrolled in a trial. Peak inspiratory pressures (PIP), measured within the ventilator circuit, were similar during PCV and PRVC, and were significantly higher during VCV. PIP measured in the trachea was significantly lower during VCV, compared to PCV and PRVC. The lowest values of PaCO2 were noted during PRVC. PaO2, HR and arterial blood pressures were similar during all modes of ventilation.
Discussion and conclusion. PIP and PEEP readings from the ventilator manometer were different from those obtained in the trachea. PCV and PRVC provided similar respiratory pressures, and VCV was also acceptable. Further studies are needed to establish the usefulness of PRVC in paediatric intensive care.
Współczesna wentylacja zastępcza z kontrolowanym ciśnieniem ( Pressure Control – PC) jest metodą czasowo-zmienną i różni się zdecydowanie od stosowanej w latach 60 wentylacji ciśnieniowo-zmiennej. W tamtej historycznej już metodzie w chwili uzyskania zaplanowanej wartości szczytowego ciśnienia wdechu ( Peak Inspiratory Pressure –PIP) respirator zatrzymywał przepływ gazów – natychmiast kończył się wdech, a zaczynał wydech. Wprowadzenie mikroprocesorowego sterowania respiratorem stało się milowym krokiem w rozwoju technik wentylacji [1]. Nowoczesne aparaty są w stanie podać choremu bardzo duży przepływ gazów, tak aby zaplanowany poziom PIP był osiągnięty szybko po rozpoczęciu wdechu i utrzymany do czasu jego planowego zakończenia. Czas trwania wdechu jest osobno ustalanym parametrem, a wartość PIP podczas wentylacji PC może być utrzymana długo (nawet kilka sekund) i to bez względu na ewentualny przeciek wokół rurki intubacyjnej. Zmniejszający się w miarę napełniania płuc przepływ gazów (tzw. opadający) wpływa korzystnie na ich dystrybucję wewnątrz płuc oraz utlenowanie krwi [2, 3]. Wentylacja PC jest przez wielu autorów uważana za korzystniejszą od wentylacji z kontrolowaną objętością ( Volume Control – VC), przede wszystkim w leczeniu zespołu zaburzeń oddychania [4, 5, 6].
Wentylacja z regulowanym ciśnieniem i kontrolowaną objętością ( Pressure Regulated Volume Control – PRVC) jest stosunkowo nową techniką, która łączy zalety metod „ciśnieniowej” i „objętościowej”, zwanych czasami ciśnieniowo-zmienną i objętościowo-zmienną. Podczas PRVC, podobne jak podczas PC wdechom towarzyszy prostokątna krzywa zmian ciśnienia w czasie i opadający, a nie stały przepływ. Dodatkowo, uzupełniono ją o gwarancję podania choremu planowanej objętości oddechowej. Analizując wartość podanej VT, przy kolejnym wdechu respirator automatycznie zwiększa lub redukuje PIP aby zapewnić utrzymanie VT i MV. Podczas PRVC ciśnienie szczytowe wdechu może zmienić się najwyżej o 3 cm H2O (0,29 kPa) pomiędzy kolejnymi wdechami, a jego górna wartość jest dodatkowo ograniczana do 5 cm H2O (0,49 kPa) poniżej nastawianego górnego limitu. Zachowane są korzystne cechy wentylacji typu PC [6]. Metoda ta została pozytywnie oceniona u noworodków [7]. W niniejszej pracy poddano ocenie bezpośrednie efekty wentylacji PRVC w porównaniu do metod PC i VC, prowadzonych za pomocą tego samego respiratora.
Metodyka
Badania wykonano u niemowląt, za zgodą Komisji Bioetycznej przy UM w Łodzi. Kryterium włączenia stanowiły objawy niewydolności oddechowej wymagające stosowania wentylacji zastępczej, stabilny stan ogólny (brak kwasicy, hipotensji, hipotermii, hipoglikemii, hiperglikemii itd.), dostępność respiratora Servo Ventilator 300 i obecność założonej z powodów klinicznych kaniuli tętniczej. Kryterium wyłączenia z badań stanowiły: obecność odmy opłucnowej lub innego zespołu przecieku powietrza poza drogi oddechowe, krytyczny stan chorego wymagający stosowania 100% tlenu w mieszaninie oddechowej, obecność wad wrodzonych oraz zaburzeń krzepnięcia krwi. Przed zastosowaniem PRVC chorzy byli obserwowani przez 30 min podczas wentylacji PC, a następnie po zarejestrowaniu końcowych parametrów przełączani na 30 min okresy wentylacji metodą PRVC i VC w różnej, losowo dobieranej kolejności. Wartość VT przy metodach VC i PRVC nastawiana była na podstawie zmierzonej średniej wartości VT w ostatnich 5 min prowadzenia wentylacji PC. Częstość oddechów, czas wdechu, wartość PEEP i FIO2 nie były zmieniane przy przełączaniu. Podczas 90 min badania nie były podawane żadne leki (za wyjątkiem stałych, całodobowych infuzji, w tym 0,9% roztworu NaCl z dodatkiem heparyny do linii tętniczych), nie podawano pokarmu, nie stosowano fizjoterapii, w tym odsysania z rurki intubacyjnej, w okresie 12 h przed badaniem nie mógł być podany egzogenny surfaktant. We wszystkich przypadkach stosowano te same przewody oddechowe respiratora oraz nawilżanie gazów wdechowych.
Monitorowane były: krzywa EKG, HR oraz ciśnienie tętnicze metodą bezpośrednią. Dodatkowo rejestrowano wartości parametrów gazometrycznych, SpO2, ETCO2, f i ciśnienia w tchawicy (PIPtchaw i PEEPtchaw). Celem pomiaru PIPtchaw do rurki intubacyjnej wprowadzano cienkościenny, sztywny cewnik „Remote Injection Catheter” (SIMS Portex, Anglia), o średnicy zewnętrznej 0,95 mm, przez niewielki otwór w głowicy rur oddechowych. Był on skrócony, a jego ujście znajdowało się 0,5 cm przed dystalnym końcem rurki intubacyjnej (ryc. 1). Po wprowadzeniu łączono go z elementem pomiarowym monitora. Objętości oddechowe, ciśnienia, a także monitorowane parametry układu krążenia były rejestrowane wyjściowo oraz w 5, 10, 20 i 30 min podczas każdego z trzech okresów wentylacji. Krew tętniczą do badań gazometrycznych pobierano na początku obserwacji, po 30 min wentylacji metodą PC i następnie po 30 min wentylacji metodą VC i PRVC.
Ryc. 1. Schemat metody pomiaru ciśnień w tchawicy.
Obliczono wartości średnie dla poszczególnych parametrów w 30 min okresach obserwacji i porównano je pomiędzy sobą. Cechy o rozkładzie normalnym podano jako x±SD, a cechy o rozkładzie innym od normalnego jako medianę (rozstęp międzykwartylowy). Do porównań użyte zostały wstępnie testy Greenhouse-Geissera i Huynh-Feldta dla stwierdzenia, czy wyliczone wartości średnie dla każdego z okresów wentylacji różnią się od pozostałych. W przypadku stwierdzenia istotnej różnicy wyniki porównywano bezpośrednio pomiędzy sobą z zastosowaniem poprawki Bonferroniego dla porównań wielokrotnych. Porównano także wyniki badań gazometrycznych wykonanych na koniec każdego okresu wentylacji. Dane analizowano za pomocą programu komputerowego SAS 6.0.
Wyniki
Do badań włączono 14 niemowląt: 8 dziewczynek i 6 chłopców. Mediana czasu wentylacji zastępczej u badanych wynosiła 3 (3-6) doby. Pozostałe dane dotyczące wartości wyjściowych wybranych parametrów demograficznych i klinicznych zestawiono w tabeli I. U dwóch noworodków z zespołem zaburzeń oddychania podano surfaktant, przy czym badania odbyły się odpowiednio w 12 i 144 h po ostatniej dawce.
Tab. I. Dane kliniczne chorych i wyjściowe parametry wentylacji
| Nr | Płeć | Wiek płodowy (tyg.) | Masa ciała
(g) | Rozpoznanie | Parametry wentylacji |
| FIO2 | PIP
(cm
H2O) | f
(min-1) |
| 1 | Ż | 24 | 650 | ZZO | 0,21 | 10 | 55 |
| 2 | M | 28 | 1200 | Zap. płuc | 0,23 | 11 | 30 |
| 3 | M | 31 | 1900 | ZZO | 0,26 | 11 | 57 |
| 4 | Ż | 30 | 1300 | Zap. płuc | 0,26 | 11 | 31 |
| 5 | M | 26 | 900 | Zap. płuc | 0,39 | 22 | 45 |
| 6 | Ż | 31 | 1470 | ZZO | 0,30 | 11 | 46 |
| 7 | Ż | 37 | 3000 | Zap. płuc | 0,30 | 11 | 56 |
| 8 | M | 40 | 3220 | MAS | 0,55 | 13 | 60 |
| 9 | M | 40 | 4200 | Zap. płuc | 0,33 | 13 | 36 |
| 10 | Ż | 39 | 3750 | Zap. płuc | 0,21 | 15 | 46 |
| 11 | Ż | 29 | 900 | ZZO | 0,33 | 14 | 74 |
| 12 | M | 31 | 1550 | ZZO | 0,36 | 16 | 73 |
| 13 | Ż | 36 | 2170 | ZZO | 0,30 | 21 | 66 |
| 14 | Ż | 33 | 2300 | ZZO | 0,35 | 17 | 67 |
| x?SD | | 32,5?5,2 | 2036?1122 | | 0,31?0,09 | 14?4 | 53?15 |
ZZO – zespół zaburzeń oddychania, MAS – zespół aspiracji smółki, Zap. płuc – zapalenie płuc
Po przełączeniu wentylacji metodą PC na VC i PRVC nie wystąpiły zmiany w parametrach oddechowo-krążeniowych, które zmuszały do korekcji wentylacji lub podania leków. U 2 chorych pojawił się przejściowy niepokój w czasie przełączania na metodę VC, w 1 przypadku doszło do zatkania się cewnika mierzącego ciśnienia w tchawicy i wymagał on wymiany.
Podczas wentylacji metodą PC i PRVC, podanie tej samej VT związane było z podobną wartością ciśnienia PIP (tab. II). Natomiast po zastosowaniu wentylacji VC, ciśnienie PIP było istotnie wyższe w stosunku do PC (p=0,013) jak i PRVC (p=0,002). PIPtchaw podczas wentylacji VC było niższe w stosunku do metod PC (p=0,02) i PRVC (p=0,009). Wartości PIPtchaw nie różniły się pomiędzy okresami wentylacji PC i PRVC. Wartości PEEPtchaw nie różniły się pomiędzy stosowanymi metodami wentylacji, były natomiast istotnie wyższe od wartości PEEP, które rejestrował respirator (p<0,05) (tab. II).
Tab. II. Wartości badanych parametrów w 30 min okresach wentylacji metodą PC, VC i PRVC. Mediana (zakres)
| Rodzaj wentylacji | PC | VC | PRVC |
| FIO2 | 0,31 (0,21-0,55) | 0,31 (0,21-0,55) | 0,31 (0,21-0,55) |
| f (min-1) | 53,3 (30-76) | 56,1 (34-82) | 54 (31-73) |
| VTinsp (ml) | 23,70 (8-49) | 23,57 (8-47) | 23,78 (8-48) |
| VTexp (ml) | 19,43 (7-49) | 19,12 (8-47) | 20,55 (8-47) |
| MV (l min-1) | 1,02 (0,4-2,3) | 1,06 (0,4-2,3) | 1,08 (0,5-2,3) |
| PIP (cm H2O) | 14,4 (9-22) | 15,6** (9-24) | 14,4 (10-22) |
| PIPtchaw (cm H2O) | 15,6 (10-23) | 14,2** (9-21) | 15,6 (10-23) |
| PEEP (cm H2O) | 4,2 (3-6) | 4,1 (3-6) | 4,2 (3-6) |
| PEEP tchaw (cm H2O) | 6,7 (4-11) | 7,0 (4-13) | 6,6 (4-11) |
| HR (min-1) | 147,6 (114-172) | 149,1 (119-178) | 148,3 (110-178) |
| SAP (mm Hg) | 54,9 (41-65) | 55,7 (43-67) | 54,9 (43-66) |
| MAP (mm Hg) | 44,7 (31-59) | 44,4 (30-55) | 45,0 (30-59) |
| SpO2 (%) | 94,4 (89-98) | 94,9 (90-99) | 95,3 (90-99) |
** Różnica istotna w stosunku do wentylacji typu PC i PRVC (p<0,01)
Różnica pomiędzy objętością wdechową i wydechową odzwierciedlająca przeciek wokół rurki intubacyjnej była największa podczas wentylacji VC – średnio 4,45 ml, podczas gdy w czasie wentylacji PRVC wynosiła średnio 3,22 ml, a podczas wentylacji PC – 4,27 ml. Różnice te nie były istotne. Podczas poszczególnych metod wentylacji podstawowe parametry układu krążenia nie różniły się istotnie pomiędzy sobą (tab. II).
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Sanborn WG: Microprocessor-based mechanical ventilation. Respir Care 1993; 38: 72-109.
2. Johanssen H:Effects of different inspiratory gas flow patterns on thoracic compliance during respirator treatment. Acta Anaesthesiol Scand 1975; 19: 89-95.
3. Al-Saady N, Bennett ED: Decelerating inspiratory flow waveform improves lung mechanics and gas exchange in patients on intermittent positive-pressure ventilation. Intensive Care Med 1985; 11: 68-75.
4. Boysen PG, McGough E: Pressure-control and pressure-support ventilation: flow patterns, inspiratory time and gas distribution. Respir Care 1988; 33: 126-134.
5. Abraham E, Yoshihara G: Cardiorespiratory effects of pressure controlled inversed ratio ventilation in severe respiratory failure. Chest 1989; 96: 1356-1359.
6. Kesecioglu J, Tibboel D, Lachmann B: Advantages and rationale for pressure control ventilation; in: Yearbook of intensive care and emergency medicine (ed.: Vincent JL), Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1994: 524-533.
7. Piotrowski A, Sobala W, Kawczyński P: Patient-initiated, pressure-regulated, volume controlled ventilation compared with intermittent mandatory ventilation in neonates: a prospective, randomised study. Intensive Care Med 1997; 23: 975-981.
8. Munoz J, Guerrero JE, Escalante JL, Palomino R, De La Calle B: Pressure-controlled ventilation versus controlled mechanical ventilation with decelerating inspiratory flow. Crit Care Med 1993; 21: 1143-1148.
9. Sola A, Farina D, Rodriguez S, Kurlat I: Lack of relationship between the true airway pressure and the pressure displayed with an infant ventilator. Crit Care Med 1992; 20: 778-781.
10. Cruz RH, Banner MJ, Weldon C:Intratracheal pressure: a more accurate reflection of pulmonary airway pressure in pediatric patients with respiratory failure. Pediatr Crit Care Med 2005; 6: 175-181.
11. Rappaport SH, Shpiner R, Yoshihara G, Wright J, Chang P, Abraham E: Randomized, prospective trial of pressure-limited versus volume-controlled ventilation in severe respiratory failure. Crit Care Med 1994; 22: 22-32.
12. Boros SJ, Orgill AA: Mortality and morbidity associated with pressure-and volume-limited infant ventilators. Am J Dis Child 1978; 132: 865-869.
13. Dimitriou G, Greenough A, Chan V: Volume delivery during positive pressure inflation – relationship to spontaneous tidal volume of neonates. Early Hum Dev 1995; 41: 61-68.
14. Aufricht C, Kohlhauser C, Simbruner G: Comparison of bedside methods to assess lung mechanics in ventilated neonates: inflation pressure, amount of ventilation and optical compliance versus measured compliance. Wiener Klin Wocheschr 1990; 10: 307- 309.
15. Warters RD, Allen SJ, Tonnesen AS: Intratracheal pressure monitoring during synchronized intermittent mandatory ventilation and pressure controlled-inverse ratio ventilation. Crit Care Med 1997; 25: 227-230.
16. Guldager H, Nielsen SL, Carl P, Soerensen MB: A comparison of volume control and pressure-regulated volume control ventilation in acute respiratory failure. Crit Care 1997; 1: 75-77.
17. Simbruner G: Inadvertent positive end-expiratory pressure in mechanically ventilated newborn infants: detection and effect on lung mechanics and gas exchange. J Pediatr 1986; 108: 589-595.
18. The Acute Respiratory Distress Syndrome Network. Ventilation with lower tidal volumes as compared with traditional tidal volumes for acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome N Engl J Med 2000; 342: 1301-1308.
