1
Podstawy wentylacji mechanicznej noworodków
Katarzyna Fortecka
Prowadzenie wentylacji mechanicznej noworodków odbywa się głownie dzięki zastosowaniu
respiratrów stałoprzepływowych, czasowo-zmiennych o nastawianym (kontrolowanym)
ciśnieniu. Oznacza to, iż w czasie pracy respirator podaje stały przepływ gazów z nastawioną
procentowo zawartością tlenu, każdy wdech zaś podawany jest ze stałym szczytowym
ciśnieniem wdechowym (PIP). Typowym przedstawicielem tej grupy respiratorów jest model
BEAR 750. Obecnie dzięki dużej różnorodności respiratorów możliwe jest prowadzenie
wentylacji czasowo i przepływowo-zmiennej, z kontrolowanym ciśnieniem lub kontrolowaną
objętością. W tym drugim przypadku respirator podaje zadaną objętość wdechową z różnym
ciśnieniem zależnym od podatności płuc i oporu dróg oddechowych.
Projekt finansowany ze środków Europejskiego Obszaru Gospodarczego oraz
Ministerstwa Zdrowia
2
Zasada działania respiratora takiego jak BEAR 750 czy Sechrist jest prosta. Gazy wdechowe
przepływają przez nawilżacz w kierunku pacjenta, a następnie zastawka wydechowa
umożliwia wykonanie biernego wydechu. Dzięki sterowaniu mikroprocesorowemu jest ona
przymykana tyle razy na minutę, ile jest nastawionych oddechów. Ponadto dzięki
nastawieniu dodatniego ciśnienia końcowo-wydechowego (PEEP) nie otwiera się całkowicie,
nie dopuszczając tym samym do zapadnięcia się pęcherzyków płucnych.
Podstawowe odrębności anatomiczne i fizjologiczne układu oddechowego noworodków w
stosunku do osób dorosłych to:
- krótka szyja, krtań oraz tchawica
- słabo rozwinięte mięśnie międzyżebrowe
- przepona jako główny mięsień oddechowy
- częstość oddechów wynosząca 40-60/min
- objętość oddechowa 6-8 ml/kg
- wąskie drogi oddechowe=wysoki opór dróg oddechowych o wartości 30-50 cm H2O
- niska podatność płuc 3-5 ml/cm H2O
- duża podatność klatki piersiowej
Podstawowe parametry wentylacji mechanicznej
1. Przepływ gazów (gas flow) – ocenia się, że optymalny jest przepływ gazów na
poziomie 6-8l/min. Pozwala to na osiągnięcie PIP w odpowiednio krtókim czasie.
Zwiększenie przepływu gazów pozwala na szybsze osiąganie PIP i PEEP w cyklu
oddechowym. Zbyt duży przepływ może jednak wywołać niepokój noworodka.
2. Częstość oddechów (frequency) - fizjologiczna 40-60/min. Im wyższa częstość
oddechów, tym większe prawdopodobieństwo efektywnego usuwania CO2. Powinno
się dostosować częstość oddechów w oparciu o analizę badania gazometrycznego oraz
o własną czynność oddechową pacjenta.
Należy pamiętać jednak, iż hipokapnia (paCO2 < 40mmHg) zmniejsza przepływ
mózgowy, a tym samym napęd oddechowy pacjenta.
3. Czas wdechu (Inspiratory time, Ti) – 0,3 – 0,5 sekundy w zależności od wieku i
podatności płuc. Optymalnie 0,4 sekundy pozwala na efektywną wentylację,
eliminację CO2 i właściwe utlenowanie krwi.
3
4. Czas wydechu (Expiratory time, Te) – 0,5-1,5 sekundy w zależności od pacjenta. W
przypadku małej podatności płuc może być równy czasowi wdechu (0,4-0,5sek.). W
chorobach przebiegających z dużym oporem dróg oddechowych np. MAS, zapalenie
płuc, BPD musi być wydłużony do 1,0-1,5 sek. Nie wystarczająco długi czas wydechu
może prowadzić do powstania tzw. „pułapki powietrznej”. Zjawisko to polega na tym,
że cześć powietrza nie jest usuwana z płuc w trakcie wydechu i każdy kolejny cykl
oddechowy zwiększa zalegającą w pęcherzykach płucnych objętość powietrza. W
konsekwencji może dojść do uszkodzenia objętościowego płuc.
Opcjonalnie można nastawiać współczynnik I:E (inspiratory: expiratory,
wdech:wydech), który przeciętnie u noworodków wynosi od 1:1 do 1:2.
5. Ciśnienie szczytowe wdechu (Peak inspiratory pressure, PIP) – 8-30 cmH2O.
Parametr, który najlepiej ustawiać obserwując ruchomość klatki piersiowej pacjenta.
Należy stosować najniższe ciśnienia wywołujące efektywne ruchy klatki piersiowej.
Nadmierne PIP zwiększa ryzyko barotraumy.
6. Dodatnie ciśnienie końcowo –wydechowe (Positive end-expiratory pressure, PEEP) –
4-10cm H2O. Zapobiega zapadaniu się pęcherzyków płucnych w końcowej fazie
wydechu. Zwiększenie PEEP o 1 cmH2O powinno zwiększać PaO2 o 10mmHg.
Wartości PEEP powyżej 10cmH2O prowadzi do zmniejszenia powrotu żylnego,
zmniejszenia rzutu serca i perfuzji obowodowej, zmniejszenia podatności płuc i
efektywności wentylacji.
7. Procentowa zawartość telnu w mieszaninie gazów (FiO2) – 21%-100%
W mechanice wentylacji należy ponadto zapoznać się z takimi pojęciami jak:
a) Średnie ciśnienie w drogach oddechowych (Mean airway pressure, MAP) –
jest to średnie ciśnienie jakie panuje w drogach oddechowych podczas całego
cyklu oddechowego. Ma bardzo silną korelację z utlenowaniem krwi pacjenta.
Im wyższe MAP tym wyższe PaO2, ale także wyższe ryzyko depresji układu
krążenia oraz uszkodzenia płuc. Na podstawie wielu badań można stwierdzić,
że bezpieczny zakres MAP mieści się w granicach 8-15 cm H2O.
b) Podatność (compliance, C)- czyli elastancja, miara rozciągalności płuc. Im
wyższa podatność, tym łatwiejsza wentylacja. Niska podatność= tzw. „sztywne
płuca”= wysokie ciśnienie wdechowe!
Prawidłowa wartość wynosi 3-5 ml/cm H2O
4
c) Opór dróg oddechowych (airway resistance, R) – zależy przede wszystkim od
średnicy jak i od długości przewodów. Jest mniejszy podczas wdechu, większy
w czasie wydechu. Ze względu na wąskie drogi oddechowe noworodka opór
jest duży i wynosi 30-50cm H2O/l/s (u dorosłych 2-3 cm H2O/l/s). Rurka
intubacyjna o średnicy 2,5 mm ma opór 150cm H2O/l/s. Rurka o średnicy 3,5
mm 50 cmH2O/l/s. Źle dobrana rurka intubacyjna może zatem znacznie
utrudnić prowadzenie wentylacji mechanicznej.
Wydzielina w drogach oddechowych lub w rurce intubacyjnej znacznie
zwiększa opór!
d) Stała czasowa (time constant) określa szybkość z jaką dana objętość gazów
wpływa do płuc i z jaką je opuszcza.
Rodzaje wentylacji mechanicznej (dostępne w respiratorze BEAR 750)
Wentylację zastępczą można najogólniej podzielić na wentylację w pełni kontrolowaną i
wentylację synchroniczną.
Wentylacja kontrolowana (Controlled mandatory ventilation-CMV)
Polega na podawaniu wdechów niezależnie od czynności oddechowej pacjenta. Oddechy
podawane są w równych odstępach czasu, z zadaną częstością i ciśnieniem wdechowym.
Przerywana wentylacja obowiązkowa (Intermittent madatroy ventilation- IMV)
Polega na podawaniu oddechów zgodnie z nastawioną częstością i ciśnieniem, ale dzięki
stałemu przepływowi gazów pozwala noworodkowi na wykonywanie samodzielnych
oddechów. Jest najczęściej stosowanym typem wentylacji u małych pacjentów.
Zaletą wentylacji IMV w stosunku CMV jest aktywność własna pacjenta, która pozwala na
obniżenie MAP, zwiększenie powrotu żylnego i rzutu serca.
Wentylacja wyzwalana przez pacjenta (patient triggered ventilation – PTV, assist/contol
– A/C)
Jest przykładem wentylacji synchronicznej, w której wdech jest zapoczątkowywany przez
pacjenta. Częstość oddechów zależy zatem w głównej mierze od samego noworodka.
Respirator czeka w tzw. „okienku czasowym” na wyzwolenie wdechu przez pacjenta.
Operacja ta możliwa jest dzięki wbudowanemu czujnikowi przepływowemu (trigger). Jeżeli
5
występuje bezdech, wówczas respirator powinien podawać nastawioną minimalną wentylację
minutową.
Niewątpliwie zaletą tego typu wentylacji jest pełna synchronizacja z pacjentem, mniejsze
ryzyko uszkodzeń płuc oraz krótszy czas prowadzenia wentylacji i możliwość ekstubacji.
Najtrudniejszy element stanowi sama synchronizacja. Czasami czujnik może błędnie
odczytywać zjawiska dodatkowe, jak ruchy dziecka, przecieki wokół rurki, nagromadzenie
wody w rurach respiratora i podawać oddechy w sposób niezgodny z pacjentem.
Inne rodzaje wentylacji synchronicznej: Synchroniczna przerywana wentylacja obowiązkowa
(SIMV), Synchroniczna przerywana wentylacja obowiązkowa z wspomaganiem
ciśnieniowym (SIMV+PS) lub objętościowym (SIMV+VS), wentylacja o regulowanym
ciśnieniu i objętości (PRVC)
Wentylacja CPAP – continous positive airway pressure
Dzięki tej technice wentylacji możliwe jest utrzymywanie stałego dodatniego ciśnienia w
drogach oddechowych, co zapobiega zapadaniu się pęcherzyków płucnych i powstawaniu
niedodmy. Podczas zastosowania tego typu wentylacji noworodek oddycha w pełni
samodzielnie. W przypadku klasycznej wentylacji CPAP nastawiamy jedynie wartość
ciśnienia końcowo-wydechowego (PEEP). Dzięki tej technice zwiększa się funkcjonalna
pojemność zalegająca (FRC), dzięki której możliwa jest efektywniejsza wymiana gazowa.
Warunkiem stosowana CPAP jest własny napęd oddechowy pacjenta oraz umiarkowane
zaburzenia oddechowe.
Można równie stosować CPAP w połączeniu z wentylacją donosową. Wówczas należy
nastawić podstawowe parametry wentylacji jak częstość oddechów, PIP, PEEP, Ti i
prowadzić wentylację przez rurkę do CPAP’u.
W każdym przypadku prowadzenia wentylacji zastępczej trzeba indywidulanie oceniać stan
kliniczny pacjenta oraz uwzględniać wyniki badań gazometrycznych.