Отлучением является процесс, ведущий к прекращению искусственной вентиляции, который заключается в медленном снижении количества респираторной поддержки с постепенным увеличением доли самостоятельного дыхания пациента. Возможности современных коммерческих респираторов позволяют использовать различные методики отлучения: постоянное положительное давление в дыхательных путях (СДППД/CPAP), синхронизированную перемежающуюся принудительную вентиляцию (СППВЛ/SIMV), вентиляцию со сбросом давления в дыхательных путях (APRV), вентиляцию с поддержкой давлением (ВПД/PSV), вентиляцию с поддержкой объёмом (ВПО/VSV) и принудительную минутную вентиляцию (MMV). Все они, за исключением СДППД, способны обеспечить постепенное снижение уровня аппаратной поддержки; но остаётся неясным, какая из них является наилучшей для достижения успешного отлучения. Тем не менее, результаты недавнего (1994 г.) мультицентрового исследования предполагают, что вентиляция с поддержкой давлением (ВПД/PSV) более успешна, чем отлучение с помощью СППВЛ/SIMV или Т-образного тройника.При ВПД/PSV пациент осуществляет определённый контроль за скоростью инспираторного потока, частотой дыхания и длительностью вдоха, и, поэтому, синхронность между пациентом и респиратором в режиме ВПД/PSV достигается лучше. Результаты исследования Brochard с коллегами предполагают, что способы отлучения, при которых обеспечивается лучшая синхронность между пациентом и респиратором, являются предпочтительными. Не так давно были разработаны респираторы, которые увеличивают синхронность между пациентом и респиратором и снижают дополнительную работу дыхания (РД). В этой статье мы представляем основные функции респираторов, связанные с синхронизацией пациента и респиратора, включая респираторный триггер и посттриггерный период (т.е. период от начала и до конца инспираторного потока) и их влияние на работу дыхания (РД). К сожалению, данные о работе дыхания (РД) пациента остаются ограниченными.
Роль триггера в отлучении от респиратора
Независимо от режима вентиляции, используемого в процессе отлучения, каждый вдох здесь инициируется пациентом. Несинхронность между пациентом и респиратором возникает тогда, когда респиратор не отвечает на дыхательное усилие пациента. Поточный триггер был разработан, чтобы уменьшить эту проблему. Некоторые респираторы с микропроцессорным контролем, оборудованы как триггером по давлению, так и поточным триггером. Ранее, мы подробно обсудили эту тему, и, поэтому, изложим сейчас этот вопрос очень коротко, подчеркнув близкие темы, о которых сообщалось не так давно. Величина требуемого падения давления от уровня СДППД или положительного давления в конце выдоха (ПДКВ), и время отклика непостоянны, что влияет на работу дыхания пациента. Для того, чтобы респиратор обеспечил требуемый поток газа, пациент должен создать определённый перепад давления в контуре при работе триггера по давлению, или изменить скорость потока при использовании поточного триггера. Время отклика есть время, прошедшее от начала дыхательного усилия пациента до подачи респиратором потока газа. Падение давления должно быть настолько малым, а время отклика настолько коротким, насколько это возможно.
Триггер по давлению
При использовании триггера по давлению пациент инициирует дыхательный цикл в то время, когда и инспираторный, и экспираторный клапаны закрыты. В отсутствие воздушного потока, по площади под кривой давления и времени запаздывания (является производной давления и времени), оценивается изометрическая работа, совершаемая дыхательными мышцами или усилие пациента, необходимое для открытия клапана потока. Величина этого усилия пациента вычисляется как производная давления и времени (ПДВ, интеграл давления над длительностью вдоха (ti) [òPdt], измеряется в единицах см Н2О × сек). Величина падения давления зависит от респираторного запроса пациента и силы его дыхательной мускулатуры. И снижение запроса, и слабость дыхательной мускулатуры уменьшают величину падения давления, и, следовательно, увеличивают длительность запаздывания. Длительность запаздывания является функцией от чувствительности респиратора.Чем меньше чувствительность (т.е. чем больше требуемый перепад давления), тем длительнее время запаздывания. Ранее, мы описали и другие причины, оказывающие влияние на время запаздывания.Этими причинами являются ошибки в скорости проведения сигнала, (2) в цифровой обработке сигнала в датчике потока, в контуре датчика потока, несоответствие между заданным и действительным ПДКВ, (5) помехи в контуре, и время отклика флоуметрического клапана. Место измерения давления также влияет на длительность запаздывания.
Перепад давления, являющийся следствием усилия пациента, улавливается датчиком давления, расположенным на Y-образном тройнике или внутри респиратора с инспираторной или экспираторной стороны контура (в зависимости от модели респиратора). Величина падения давления зависит от места его измерения минимально, потому что и клапан вдоха, и клапан выдоха остаются закрытыми, и, таким образом, падение давления одинаково в любом отрезке контура респиратора. Тем не менее, место измерения давления влияет на длительность запаздывания, что можно проследить по следующму примеру -
Когда датчик давления расположен внутри респиратора с экспираторной или инспираторной стороны контура, а место записи давления в Y-образном тройнике, возникает запаздывание, равное 12 мсек, обусловленное скоростью проведения сигнала.
Скорость звука = 0,3 м/мсек, или 300 м/сек Расстояние между местом измерения и датчиком давления = 1,8 м
Расстояние между местом измерения и клапаном потока = 1,8 м
Таким образом, время запаздывания = 2 ´ 1,8 м / 0,3 м/мсек = =12 мсек. Когда датчик давления расположен в Y-образном тройнике, то время запаздывания = 1,8 м / 0,3 м/мсек = =6 мсек.
Подобным образом, когда место измерения давления расположено в трахее, время запаздывания равняется 6 мсек. Тем не менее, любое запаздывание, зависящее от места измерения давления, незначительно относительно общей длительности запаздывания. Измерение давления в трахее приводит к минимизации работы дыхания и, вероятно, более логично, чем измерение в Y-образном тройнике или где-либо внутри контура. На механической модели лёгких Banner с сотрудниками5 продемонстрировали, что работа дыхания значительно уменьшалась, когда давление измерялось в трахее, сравнивая с измерением в контуре. Нужно заметить, что в обоих случаях датчик давления располагался внутри респиратора в экспираторном участке контура. Различие в работе дыхания связывается с сопротивлением потоку газа при его прохождении через эндотрахеальную трубку. Место измерения давления становится более важным в посттриггерную фазу, что мы обсудим позже. К сожалению, в клинических условиях измерение давления в трахее нереально, потому что в этом месте возможна и обтурация секретом, и механическое воздействие при санации трахеи, что может помешать точно измерить усилие пациента.
В общем, в отношении работы дыхания и длительности запаздывания во время триггерации респиратора, триггер по давлению в респираторах с микропроцессорным контролем значительно улучшен, по сравнению с предыдушим поколением респираторов.
Базальный поток в системах с поточным триггером
Базальный или постоянный поток используется в некоторых респираторах с триггером по давлению, так как предполагается, что этот базальный поток, с величиной от 0 до 30 л/мин в различных респираторах, служит для минимизации усилия пациента при открытии флоуметрического клапана. Когда пациент запускает респиратор при наличии базального потока, этот поток должен сначала понизиться и клапан выдоха закрывается, для того чтобы давление в контуре уменьшилось до установленного порога чувствительности триггера по давлению. В зависимости от величины базального потока это может приводить к возникновению ПДКВ, и, теоретически, может увеличивать усилие пациента, требуемое для открытия флоуметрического клапана. При ВПД проводимой на механической модели лёгкого с различными уровнями поддержки давлением, Konyukov с соавторами недавно продемонстрировали воздействие различных уровней базального потока на длительность запаздывания и работу, совершаемую для запуска респиратора. С триггером по давлению работа во время триггерации (триггерная работа) не может быть вычислена из-за отсутствия воздушного потока. Однако, конструкция модели лёгкого, использовенная в исследовании Konyukov’а, позволяет измерить триггерную работу по изменению объёма и давления в “лёгочных мехах”. При заданных уровнях поддержки давлением длительность запаздывания и триггерная работа повышаются пропорционально нарастанию базального потока. Таким образом, базальный поток с триггером по давлению не позволяет снизить триггерную работу, и, фактически, может быть вреден. Влияние базального потока с триггером по давлению на работу дыхания пациента систематически не оценивалось.
Триггер по потоку
При использовании поточного триггера, как чувствительность, так и базальный поток являются заранее заданными переменными, если только базальный поток не имеет постоянную величину или не устанавливается на респираторе автоматически. На некоторых респираторах величина базального потока является постоянной (например 2 л/мин в Siemens 300, Siemens-Elema, Solna, Sweden; 10 л/мин в Bird 8400STi; Bird Corporation, Palm Springs CA), или автоматически устанавливается в два раза выше чувствительности потока (например в Hamilton Veolar, Hamilton Medical, Reno NV).9 В настоящий момент существуют два метода триггерации респиратора по потоку. В первом случае, в тот момент, когда пациент делает вдох, датчик экспираторного потока улавливает уменьшение базального потока (например в Puritan-Bennet 7200ae, Puritan-Bennet Corporation, Carlsbad CA; Siemens 300), а во втором случае, датчик потока, установленный на Y-образном тройнике улавливает увеличение потока, соответствующее заданному уровню чувствительности (например в Hamilton Veolar; VIP Bird). Так как он не защищён от попадания секрета и конденсации водяных паров, прибор, измеряющий давление или поток в Y-образном тройнике, нуждается в тщательном уходе, чтобы сохранить его чувствительность. В зависимости от величины, базальный поток может также вызвать небольшое ПДКВ, подобно положению с базальным потоком в триггере по давлению. Ранее, мы продемонстрировали, что у здоровых субъектов базальный поток не оказывает значительного влияния на работу дыхания. Тем не менее, предыдущие наблюдения у пациентов с острой дыхательной недостаточностью показывают, что работа дыхания пациента в режиме ППД (CPAP) с триггером по потоку при уровне базального потока 20 л/мин будет больше, чем при 10 л/мин.
Работа дыхания при использовании поточного триггера будет меньше, чем при использовании триггера по давлению. Однако, различия в первую очередь относятся к посттриггерному периоду, а не к триггеру per se. Установив уровень ППД (CPAP) 0 см Н2О на респираторах Puritan-Bennet 7200ae, Siemens 300 и других, и подключая их к модели лёгкого, мы измеряли ПДВ во время триггерации респиратора (ПДВтриг). Чувствительность потока и давления устанавливалась на значениях, обычно используемых в клинической практике (2 л/мин и -1 см Н2О соответсвенно). Величина падения давления и длительности запаздывания оказалась меньше, чем при использовании триггера по давлению. Следовательно, ПДВтриг у поточного триггера также меньше,но разница эта очень мала. Более того, результаты, полученные на модели лёгкого не могут быть применимы к пациенту. Во время отлучения от искусственной вентиляции с использованием режима СППВЛ с постоянным потоком и постоянным давлением, Giuliani с сотрудниками сравнивали влияние триггера по давлению и по потоку на ПДВтриг. Независимо от режима вентиляции, ПДВтриг была значительно ниже у поточного триггера, чем у триггера по давлению во время как самостоятельных, так и принудительных вдохов. Исследователи продемонстрировали также, что величина усилия пациента, требующегося для преодоления внутреннего ПДКВ, также уменьшается при использовании поточного триггера. Что касается работы, совершаемой при триггерации респиратора, поточный триггер обеспечивает преимущественный эффект, в сравнении с триггером по давлению. Это происходит потому, что при использовании поточного триггера пациент инициирует вдох, когда клапаны вдоха и выдоха частично открыты, самое раннее требование потока удовлетворяется базальным потоком, в то время, как величина потока достигает порога чувствительности, и порог триггера основывается на потоке, а не на создании давления.
Посттриггерный период
Как только происходит триггерация, большинство веспираторов способны обеспечить поток ³ 180 л/мин. Величина потока определяется сигналом обратной связи, направленным в алгоритм управления потоком и давлением респиратора, который зависит от градиента давления внутри контура респиратора и целевого давления, заданного производителем. Чем сильнее сигнал обратной связи, тем больше поток, доставляемый к пациенту. Сигнал обратной связи может быть усилен двумя способами: увеличением целевого давления над уровнем ППД/ПДКВ, и снижением давления внутри контура.
Для спонтанного дыхания в режиме СДППД с триггером по далению, у респиратора Puritan-Bennet 7200ae целевое давление равняется 0,5 см Н2О ниже уровня ППД/ПДКВ, тогда как с поточным триггером оно равняется от 0,5 до 1,0 см Н2О над уровнем ППД/ПДКВ. У респиратора Siemens 300 целевое давление от 2 до 3 см Н2О над уровнем ППД/ПДКВ в режиме СДППД, как с поточным, так и с триггером по давлению. В режиме СДППД с поточным триггером на респираторе Puritan-Bennet 7200ae этот градиент больше, чем в режиме СДППД с триггером по давлению. У респиратора Siemens 300 сигнал обратной связи в алгоритм управления потоком респиратора одинаков как для поточного триггера, так и для триггера по давлению в режиме СДППД. Можно предположить, что в режиме СДППД с триггером по давлению вентилятора Puritan-Bennet 7200ae посттриггерная ПДВ наибольшая. Подача потока может увеличиваться