Респираторная механика – необходимый минимум

1.2. Респираторная механика – необходимый минимум: Какие параметры вдоха и выдоха измеряет аппарат ИВЛ?Время

Респираторная механика - необходимый минимум

Какие параметры вдоха и выдоха измеряет аппарат ИВЛ?Время (time),объём (volume),поток (flow),давление (pressure).Время (time)Что такое ВРЕМЯ?Время – это мера длительности и последовательности явлений

На графиках давления, потока и объёма время бежит по горизонтальной оси «Х».

Измеряется в секундах, минутах, часах. С позиций респираторной механики нас интересует длительность вдохаи выдоха, поскольку произведение потокового времени вдоха(Inspiratory flow time)на поток равно объёму вдоха, а произведение потокового времени выдоха(Expiratory flow time)на поток равнообъёму выдоха.Временные интервалы дыхательного цикла (их четыре)Что такое «вдох -inspiration» и «выдох -expiration»?Вдох это вход воздуха в легкие. Длится до начала выдоха.Выдох – это выход воздуха из легких. Длится до начала вдоха.Иными словами, вдох считается с момента начала поступления воздуха в дыхательные пути и длится до начала выдоха, а выдох – с мо-мента начала изгнания воздуха из дыхательных путей и длится доначала вдоха.Эксперты делят вдох на две части.Inspiratory time = Inspiratory flow time + InspiratorypauseInspiratory flow time – временной интервал, когда в легкиепоступает воздух.Что такое «инспираторная пауза»(inspiratory pauseилиinspiratory hold)?Это временной интервал, когда клапан вдоха уже закрыт, аклапан выдоха еще не открыт. Хотя в это время поступления воздухав легкие не происходит, инспираторная пауза является частью времени вдоха. Так договорились. Инспираторная пауза возникает, когдазаданный объём уже доставлен, а время вдоха ещё не истекло. Дляспонтанного дыхания – это задержка дыхания на высоте вдоха. Задержка дыхания на высоте вдоха широко практикуется индийскимийогами и другими специалистами по дыхательной гимнастике. В некоторых режимах ИВЛ инспираторная пауза отсутствует.Для аппарата ИВЛ PPV выдохexpiratory time- это временной интервал от момента открытия клапана выдоха до начала сле-дующего вдоха. Эксперты делят выдох на две части.Expiratory time = Expiratory flow time + Expiratorypause.Expiratory flow time – временной интервал, когда воздух выходит из легких.Что такое «экспираторная пауза»(expiratory pauseилиexpiratory hold)? Это временной интервал, когда поток воздуха из легких ужене поступает, а вдох ещё не начался. Если мы имеем дело с «умным»аппаратом ИВЛ, мы обязаны сообщить ему сколько времени, по на-шему мнению, может длиться экспираторная пауза. Если время экспираторной паузы истекло, а вдох не начался, «умный» аппарат ИВЛобъявляет тревогу(alarm)и начинает спасать пациента, посколькусчитает, что произошло апноэ(apnoe).Включается опцияApnoe ven-tilation.В некоторых режимах ИВЛ экспираторная пауза отсутствует.Total cycle time – время дыхательного цикла складывается из времени вдоха и времени выдоха.Total cycle time (Ventilatory period)=Inspiratory time+Expiratory timeилиTotal cycle time=Inspiratory flow time+Inspiratory pause+Expiratory flow time + Expiratory pause ДАВЛЕНИЕ \ Expiratory \ flow time Expiratory / \ pause / л/ ч Insiratory Inspiratory T * flow time pause Inspiratory time Expiratory time у Total cycle time(ventilatory period) ,=¦—ВРЕМЯ—* Flow ПОТОКTI V YЭтот фрагмент убедительно демонстрирует трудности перевода:

Expiratory pauseиInspiratory pauseвообще не переводят, а просто пишут эти термины кириллицей.

Мы используем буквальный пе-рево, – задержка вдоха и выдоха.ДляInspiratory flow timeиExpiratory flow timeв русском языкенет удобных терминов.Когда мы говорим «вдох» – приходится уточнять: – этоInspiratory timeилиInspiratory flow time.Для обозначенияInspiratory flow timeиExpiratory flow timeмы будемиспользовать термины потоковое время вдоха и выдоха. Insiratory Expiratory T > flow time flow time Inspiratory Expiratory time time Total cycle time (ventilatory period)Flow Инспираторная и/или экспираторная паузы могут отсутствовать.Объём (volume)Что такое ОБЪЁМ?Некоторые наши курсанты отвечают: «Объём — это количество вещества».Для несжимаемых (твердых и жидких) веществ это верно, а для газовне всегда.Пример:Вам принесли баллон с кислородом, емкостью (объёмом) 3л,а сколько в нём кислорода? Ну конечно, нужно измерить давление,и тогда, оценив степень сжатия газа и ожидаемый расход, можно сказать, надолго ли его хватит.Механика – наука точная, поэтому прежде всего,Объём – это мера пространства.И, тем не менее, в условиях спонтанного дыхания и ИВЛ принормальном атмосферном давлении мы используем единицы объемадля оценки количества газа. Сжатием можно пренебречь. В респираторной механике объёмы измеряют в литрах или миллилитрах.Для описания объёмов используются три словаПространство(space).Ёмкость(capacity).Объём(volume).Объёмы и пространства в респираторной механике.Дыхательный объём(VT)по-английскиTidal volume- это величина одного обычного вдоха или выдоха.Минутный объём (MV)- по-английскиMinute volume – это суммадыхательных объёмов за минуту. Если все дыхательные объемы втечение минуты равны, можно просто умножить дыхательный объёмна частоту дыханий.Мертвое пространство (DS)по-английскиDead space – это суммарный объём воздухоносных путей (зона дыхательной системы, гденет газообмена). Объемы, исследуемые при спирометрииДыхательный объём (VT)по-английскиTidal volume- это ве-личина одного обычного вдоха или выдоха.Резервный объём вдоха – РОвд (IRV)по-английскиInspired reserve volume – это объём максимального вдоха по завершении обычного вдоха.Ёмкость вдоха – ЕВ (IC)по-английскиInspiratory capacity – этообъём максимального вдоха после обычного выдоха.IC = TLC – FRCилиIC =VT+ IRVОбщая ёмкость лёгких – ОЕЛ (TLC)по-английскиTotal lung capacity -это объём воздуха в лёгких по завершении максимальноговдоха.Остаточный объём – ОО (RV)по-английскиResidual volume – этообъём воздуха в лёгких по завершении максимального выдоха.Жизненная ёмкость лёгких – ЖЕЛ (VC)по-английскиVolume capacity – это объём вдоха после максимального выдоха.VC = TLC – RVФункциональная остаточная ёмкость – ФОЕ (FRC)по-английскиFunctional residual capacity – это объём воздуха в лёгких по завершении обычного выдоха.FRC = TLC – ICРезервный объём выдоха – РОвыд (ERV)по-английскиExpiredreserve volume -это объём максимального выдоха по завершенииобычного выдоха.ERV = FRC – RVА. Горячев 17 17 И. Савин Поток (flow)Что такое ПОТОК?«Объёмная скорость» – точное определение, удобное для оценкиработы насосов и трубопроводов, но для респираторной механикибольше подходит:Поток – это скорость изменения объёмаВ респираторной механике поток (V) измеряют в литрах в минуту.Примеры:Поток(У) = 60л/мин, Длительность вдоха(Т = 1сек(1/60мин),Дыхательный объём (Ут) = ?Решение: У х Т =УтОтвет: 1лПоток(У) = 60л/мин, Дыхательный объём(Ут) = 1л,Длительность вдоха(Т = ?Решение: Ут/У = ТОтвет: 1сек(1/60мин)Объём – это произведение потока на время вдоха или площадь подкривой потока.Уг = V хТівдох выдох ДАВЛЕНИЕ11ПОТОК ОБЪЕМ Это представление о взаимоотношении потока и объема используется при описании режимов вентиляции.Давление (pressure)- Что такое ДАВЛЕНИЕ?Давление(pressure) – это сила, приложенная кединице площадиДавление в дыхательных путях измеряют в сантиметрах водногостолба (см Н2О) и в миллибарах (mbar или мбар). 1 милли-бар=0,9806379 см водного столба.(Бар (греч.раро — тяжесть) — внесистемная единица измерениядавления, равная 105 Н/м2 (ГОСТ 7664-61) или 106 дин/см2 (в системеСГС).)Значения давлений в разных зонах дыхательной системы и градиенты (gradient) давленияПо определению давление – это сила, которая уже нашла себеприменение, – она (эта сила) давит на площадь и ничего никуда неперемещает. Грамотный доктор знает, что вздох, ветер, и даже ураган,создается разностью давлений или градиентом (gradient).Например: в баллоне газ под давлением 100 атмосфер. Ну ичто, стоит себе баллон и никого не трогает. Газ в баллоне спокойносебе давит на площадь внутренней поверхности баллона и ни на чтоне отвлекается. А если открыть? Возникнет градиент (gradient), который и создаёт ветер. Paw=Pawo Ptt=Palv'Pbs к /1\ —PI=Palv-PplLpw=Ppl-Pbs =1—Pesі—Ptr=Pawo-Pbs Давления:Paw – давление в дыхательных путяхPbs- давление на поверхности телаPpl – плевральное давлениеPalv- альвеолярное давлениеPes – пищеводное давлениеГрадиенты:Ptr-трансреспиратонное давление Ptr = Paw – PbsPtt-трансторакальное давление Ptt = Palv – PbsPl-транспульмональное давление Pl = Palv – PplPw-трансмуральное давление Pw = Ppl – Pbs(Легко запомнить: если использована приставка «транс» – речь идёто градиенте).Главной движущей силой, позволяющей сделать вдох, является разность давлений на входе в дыхательные пути (Pawo- pressure airwayopening) и давление в том месте, где дыхательные пути заканчиваются – то есть в альвеолах (Palv). Проблема в том, что в альвеолахтехнически сложно померить давление. Поэтому для оценки дыхательного усилия на спонтанном дыхании оценивают градиент междупищеводным давлением (Pes), при соблюдении условий измеренияоно равно плевральному(Ppl), и давлением на входе в дыхательныепути (Pawo).При управлении аппаратом ИВЛ наиболее доступным и информативным является градиент между давлением в дыхательных путях(Paw) и давлением на поверхности тела (Pbs- pressure body surface).Этот градиент (Ptr) называется «трансреспиратораное давление», ивот как он создаётся:1. При NPV Pawo со- ¦ ¦ответствует атмосфер- _Pbs становится отрицательным в результате работы аппарата.ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕАппарат ИВЛ NPV типа «Kirassa»+2. При РРУ Давление на поверхности тела (РЬв) равно нулю, то есть соответствует атмосферному, а Ра\уо выше атмосферного, то есть положительное. ному, то есть ноль, а —п—Как видите, ни один из методов ИВЛ не соответствует полностью спонтанному дыханию, но если оценивать воздействие на венозный возврат и лимфоотток аппараты ИВЛNPVтипа «Kirassa»кажутся более физиологичными. Аппараты ИВЛNPVтипа «Ironlung», создавая отрицательное давление над всей поверхностью тела,снижают венозный возврат и, соответственно, сердечный выброс.Без Ньютона здесь не обойтись. Исаак НьютонДавление(pressure)- это сила, скоторой ткани лёгких и груднойклетки противодействуют вводимому объёму, или, иными словами,сила, с которой аппарат ИВЛ пре-одолевает сопротивление дыхательных путей, эластическую тягулёгких и мышечно-связочных структур грудной клетки (по третьему закону Ньютона это одно и то же поскольку «сила действия равна силепротиводействия»).Equation of Motion уравнение сил, или третий законНьютона для системы «аппарат ИВЛ – пациент»В том случае, если аппарат ИВЛ осуществляет вдох синхронно с дыхательной попыткой пациента, давление, создаваемоеаппаратом ИВЛ(Pvent),суммируется с мышечным усилием пациента(Pmus)(левая часть уравнения) для преодоления упругости легких и грудной клетки(elastance)и сопротивления(resistance)потокувоздуха в дыхательных путях (правая часть уравнения).Pmus + Pvent = Pelastic + Presistive(давление измеряют в миллибарах)Pelastic= E x V(произведение упругости на объём)Presistive = R xV(произведение сопротивления на поток)соответственноPmus + Pvent = E x V + R x VРтш(мбар) + Pvent(MOap)= Е(мбар/мл)x V) + R(мбар/л/мин)xV(л/мин)Заодно вспомним, размерностьE – elastance(упругость) показываетна сколько миллибар возрастает давление в резервуаре на вводимуюединицу объёма (мбар/мл); R – resistanceсопротивление потоку воздуха проходящему через дыхательные пути (мбар/л/мин).Ну и для чего нам пригодится этоEquation of Motion(уравнение сил) ?Понимание уравнения сил позволяет нам делать три вещи:Во-первых, любой аппарат ИВЛPPVможет управлять одно-моментно только одним из изменяемых параметров входящих в этоуравнение. Эти изменяемые параметры – давление объём и поток.Поэтому существуют три способа управления вдохом:pressure control, volume control,илиflow control.Реализация варианта вдоха зависит от конструкции аппарата ИВЛ и выбранного режима ИВЛ.Во-вторых, на основе уравнения сил созданы интеллектуальные программы, благодаря которым аппарат рассчитывает показатели респираторной механики (например.:compliance(растяжимость),resistance(сопротивление) иtime constant(постоянная времени «т» ).

В-третьих, без понимания уравнения сил не понять такие режимы вентиляции как”proportional assist”, “automatic tube com-pensation”,и”adaptive support”.

Источник: https://zakon.today/anesteziologiya-reanimatologiya_1078/respiratornaya-mehanika-neobhodimyiy-83652.html

Лекции по ИВЛ – Стр 3

Респираторная механика - необходимый минимум

Часть IОснова взаимопонимания авторов и читателей

Давления:

Paw – давление в дыхательных путях Pbs – давление на поверхности тела Ppl – плевральное давление

Palvальвеолярное давление Pes – пищеводное давление Градиенты:

Ptr-трансреспиратонное давление Ptr = Paw – Pbs Ptt-трансторакальное давление Ptt = Palv – Pbs Pl-транспульмональное давление Pl = Palv – Ppl Pw-трансмуральное давление Pw = Ppl – Pbs

(Легко запомнить: если использована приставка «транс» – речь идёт о градиенте).

Главной движущей силой, позволяющей сделать вдох, является разность давлений на входе в дыхательные пути (Pawopressure airway opening) и давление в том месте, где дыхательные пути заканчиваются – то есть в альвеолах (Palv). Проблема в том, что в альвеолах технически сложно померить давление. Поэтому для оценки дыхательного усилия на спонтанном дыхании оценивают градиент между пищеводным давлением (Pes), при соблюдении условий измерения

Респираторная механика – необходимый минимум§1.2

оно равно плевральному(Ppl), и давлением на входе в дыхательные пути (Pawo).

При управлении аппаратом ИВЛ наиболее доступным и информативным является градиент между давлением в дыхательных путях (Paw) и давлением на поверхности тела (Pbspressure body surface). Этот градиент (Ptr) называется «трансреспиратораное давление», и вот как он создаётся:

1. При NPV Pawo соответствует атмосферному, то есть ноль, а Pbs становится отрицательным в результате работы аппарата.

Аппарат ИВЛ NPV типа «Kirassa»

2. При PPV Давление на поверхности тела (Pbs) равно нулю, то есть соответствует атмосферному, а Pawo выше атмосферного, то есть положительное.

Часть IОснова взаимопонимания авторов и читателей

Как видите, ни один из методов ИВЛ не соответствует полностью спонтанному дыханию, но если оценивать воздействие на венозный возврат и лимфоотток аппараты ИВЛ NPV типа «Kirassa» кажутся более физиологичными. Аппараты ИВЛ NPV типа «Iron lung», создавая отрицательное давление над всей поверхностью тела, снижают венозный возврат и, соответственно, сердечный выброс.

Без Ньютона здесь не обойтись.

Исаак Ньютон

Давление (pressure) – это сила, с которой ткани лёгких и грудной клетки противодействуют вводимому объёму, или, иными словами, сила, с которой аппарат ИВЛ преодолевает сопротивление дыхательных путей, эластическую тягу лёгких и мышечно-связочных структур грудной клетки (по третьему за-

кону Ньютона это одно и то же поскольку «сила действия равна силе противодействия»).

Equation of Motion уравнение сил, или третий закон Ньютона для системы «аппарат ИВЛ – пациент»

В том случае, если аппарат ИВЛ осуществляет вдох синхронно с дыхательной попыткой пациента, давление, создаваемое аппаратом ИВЛ (Pvent), суммируется с мышечным усилием пациента (Pmus) (левая часть уравнения) для преодоления упругости легких и грудной клетки (elastance) и сопротивления (resistance) потоку воздуха в дыхательных путях (правая часть уравнения).

Pmus + Pvent = Pelastic + Presistive

(давление измеряют в миллибарах)

Pelastic= E x V

(произведение упругости на объём)

Респираторная механика – необходимый минимум§1.2

Presistive = R x V̇

(произведение сопротивления на поток)

соответственно

Pmus + Pvent = E x V + R x V̇

Pmus(мбар) + Pvent(мбар) = E(мбар/мл) x V(мл) + R (мбар/л/мин) x

V̇л/мин)(

Заодно вспомним, размерность E – elastance (упругость) показывает на сколько миллибар возрастает давление в резервуаре на вводимую единицу объёма (мбар/мл); R – resistance сопротивление потоку воздуха проходящему через дыхательные пути (мбар/л/мин).

Ну и для чего нам пригодится это Equation of Motion (уравнение сил)?

Понимание уравнения сил позволяет нам делать три вещи: Во-первых, любой аппарат ИВЛ PPV может управлять одно-

моментно только одним из изменяемых параметров входящих в это уравнение. Эти изменяемые параметры – давление объём и поток. Поэтому существуют три способа управления вдохом: pressure control, volume control, или flow control. Реализация варианта вдоха зависит от конструкции аппарата ИВЛ и выбранного режима ИВЛ.

Во-вторых, на основе уравнения сил созданы интеллектуальные программы, благодаря которым аппарат рассчитывает показатели респираторной механики (например.: compliance (растяжимость), resistance (сопротивление) и time constant (постоянная времени «τ» ).

В-третьих, без понимания уравнения сил не понять такие режимы вентиляции как “proportional assist”, “automatic tube compensation”, и “adaptive support”.

Часть IОснова взаимопонимания авторов и читателей

Главные расчетные параметры респираторной механики resistance, elastance, compliance

1. Сопротивление дыхательных путей (airway resistance)

Сокращенное обозначение – Raw. Размерность – смН2О/Л/сек или мбар/мл/сек

Норма для здорового человека – 0,6-2,4 смН2О/Л/сек.

Физический смысл данного показателя говорит, каким должен быть градиент давлений (нагнетающее давление) в данной системе, чтобы обеспечить поток 1 литр в секунду. Современному аппарату ИВЛ несложно рассчитать резистанс (airway resistance), у него есть датчики давления и потока – разделил давление на поток, и готов результат.

Для расчета рези тансс аппарат ИВЛ делит разность (градиент) максимального давления вдоха (PIP) и давления плато вдоха (Pplateau) на поток (V̇. )

Raw = (PIP–Pplateau)/V̇

– Что и чему сопротивляется?

Респираторная механика рассматривает сопротивление дыхательных путей воздушному потоку. Сопротивление (airway resistance) зависит от длины, диаметра и проходимости дыхательных путей, эндотрахеальной трубки и дыхательного контура аппарата ИВЛ.

Сопротивление потоку возрастает, в частности, если происходит накопление и задержка мокроты в дыхательных путях, на стенках эндотрахеальной трубки, скопление конденсата в шлангах дыхательного контура или деформация (перегиб) любой из трубок.

Сопротивление дыхательных путей растёт при всех хронических и острых обструктивных заболеваниях лёгких, приводящих к уменьшению диаметра воздухоносных путей.

В соответствии с законом ГагенаПуазеля при уменьшении диаметра трубки вдвое для обеспечения того же потока градиент давлений, создающий этот поток (нагнетающее давление), должен быть увеличен в 16 раз.

Важно иметь в виду, что сопротивление всей системы определяется зоной максимального сопротивления (самым узким местом). Устра-

Респираторная механика – необходимый минимум§1.2

нение этого препятствия (например, удаление инородного тела из дыхательных путей, устранение стеноза трахеи или интубация при остром отёке гортани) позволяет нормализовать условия вентиляции легких. Термин резистанс широко используется российскими реаниматологами как существительное мужского рода. Смысл термина соответствует мировым стандартам.

Важно помнить, что:

1.Аппарат ИВЛ может измерить резистанс только в условиях принудительной вентиляции у релаксированного пациента.

2.Когда мы говорим о резистанс (Raw или сопротивлении дыхательных путей) мы анализируем обструктивные проблемы преимущественно связанные с состоянием проходимости дыхательных путей.

3.Чем больше поток, тем выше рези тансс.

2.Упругость (elastance) и податливость (compliance)

Прежде всего, следует знать, это строго противоположные по-

нятия и elastance =1/сompliance. Смысл понятия «упругость»

подразумевает способность физического тела при деформации сохранять прилагаемое усилие, а при восстановлении формы – возвращать это усилие. Наиболее наглядно это свойство проявляется у стальных пружин или резиновых изделий. Специалисты по ИВЛ при настройке и тестировании аппаратов в качестве модели легких используют резиновый мешок.

Упругость дыхательной системы обозначается символом E. Размерность упругости мбар/мл, это означает: на сколько миллибар следует поднять давление в системе, чтобы объём увеличился на 1 мл.

Данный термин широко используется в работах по физиологии дыхания, а специалисты по ИВЛ пользуются понятием обратным «упругости» – это «растяжимость» (compliance) (иногда говорят «податливость»).

–Почему? – Самое простое объяснение:

–На мониторах аппаратов ИВЛ выводится compliance, вот мы им и пользуемся.

Термин комплайнс (compliance) используется как существи-

Часть IОснова взаимопонимания авторов и читателей

тельное мужского рода российскими реаниматологами так же часто, как и резистанс (всегда когда монитор аппарата ИВЛ показывает эти параметры).

Размерность комплайнса – мл/мбар показывает, на сколько миллилитров увеличивается объём при повышении давления на 1 миллибар.

В реальной клинической ситуации у пациента на ИВЛ измеряют комплайнс респираторной системы – то есть легких и грудной клетки вместе.

Для обозначения комплайнс используют символы: Crs (compliance respiratory system) – комплайнс дыхательной системы и Cst (compliance static) – комплайнс статический, это синонимы.

Для того, чтобы рассчитать статический комплайнс, аппарат ИВЛ делит дыхательный объём на давление в момент инспираторной паузы (нет потока – нет рези танс)с .

Cst = VT/(Pplateau –PEEP)

Норма Cst (комплайнса статического) – 60-100мл/мбар

Приводимая ниже схема показывает, как на основе двухкомпонентной модели рассчитывается сопротивление потоку (Raw), статиче-

Респираторная механика – необходимый минимум§1.2

ский комплайнс (Cst) и упругость (elastance) дыхательной системы.

Важно иметь в виду, что измерения выполняются у релаксированного пациента в условиях ИВЛ, управляемой по объёму с переключением на выдох по времени. Это значит, что после того, как объём доставлен, на высоте вдоха клапаны вдоха и выдоха закрыты. В этот момент измеряется давление плато.

Важно помнить, что:

1. Аппарат ИВЛ может измерить Cst (комплайнс статический) только в условиях принудительной вентиляции у релаксированного пациента во время инспираторной паузы.

2.Когда мы говорим о статическом комплайнсе (Cst, Crs или растяжимости респираторной системы), мы анализируем рестриктивные проблемы преимущественно связанные с состоянием легочной паренхимы.

Философское резюме можно выразить двусмысленным утверждением:

Поток создаёт давление

Обе трактовки соответствуют действительности, то есть: вопервых, поток создаётся градиентом давлений, а во-вторых, когда поток наталкивается на препятствие (сопротивление дыхательных путей), давление увеличивается.

Кажущаяся речевая небрежность, когда вместо «градиент давлений» мы говорим «давление», рождается из клинической реальности: все датчики давления расположены со стороны дыхательного контура аппарата ИВЛ.

Для того, чтобы измерить давление в трахее и рассчитать градиент, необходимо остановить поток и дождаться выравнивания давления с обоих концов эндотрахеальной трубки. Поэтому в практике обычно мы пользуемся показателями давления в дыхательном контуре аппарата ИВЛ.

По эту сторону эндотрахеальной трубки для обеспечения вдоха объёмом Хмл за время Yсек мы можем повышать давление вдоха (и соответственно градиент) на сколько у нас хватит здравого смысла и клинического опыта, поскольку возможности аппарата

Часть IОснова взаимопонимания авторов и читателей

ИВЛ огромны.

По ту сторону эндотрахеальной трубки у нас находится пациент, и у него для обеспечения выдоха объёмом Хмл за время Yсек есть только сила упругости легких и грудной клетки и сила его дыхательной мускулатуры (если он не релаксирован). Возможности пациента создавать поток выдоха ограничены. Как мы уже предупреждали, «поток – это скорость изменения объёма», поэтому для обеспечения эффективного выдоха нужно предоставить пациенту время.

Постоянная времени (τ)

Так в отечественных руководствах по физиологии дыхания называется Time constant. Это произведение комплайнс на рези тансс.

τ = Cst х Raw

вот такая формула. Размерность постоянной времени, естественно секунды. Действительно, ведь мы умножаем мл/мбар на мбар/мл/сек. Постоянная времени отражает одновременно эластические свойства дыхательной системы и сопротивление дыхательных путей.

У разных людей τ разная. Понять физический смысл данной константы легче, начав с выдоха. Представим себе, завершён вдох, – начат выдох.

Под действием эластических сил дыхательной системы воздух выталкивается из лёгких, преодолевая сопротивление дыхательных путей.

Сколько времени займёт пассивный выдох?

– Постоянную времени умножить на пять (τ х 5). Так устроены легкие человека. Если аппарат ИВЛ обеспечивает вдох, создавая постоянное давление в дыхательных путях, то у релаксированного пациента максимальный для данного давления дыхательный объём будет доставлен за то же время (τ х 5).

Респираторная механика – необходимый минимум§1.2

Данный график показывает зависимость процентной величины дыхательного объёма от времени при постоянном давлении вдоха или пассивном выдохе.

При выдохе по истечении времени τ пациент успевает выдохнуть 63% дыхательного объёма, за время 2τ – 87%, а за время 3τ – 95% дыхательного объёма. При вдохе с постоянным давлением аналогичная картина.

Практическое значение постоянной времени:

Если время, предоставляемое пациенту для выдоха

Источник: https://studfile.net/preview/2015712/page:3/

Объем альвеолярной вентиляции. Мониторинг параметров респираторной механики

Респираторная механика - необходимый минимум

Помимо мониторинга традиционных объемных параметров (VT и VE), появилась возможность контролировать объем альвеолярной вентиляции (VA).

Кроме мониторинга традиционных параметров давления (PIP, PEEP), стало возможным контролировать величины среднего (Pmean) и альвеолярного (auto-PEEP) давления, которые являются наиболее информативными параметрами, отражающими особенности и динамику респираторной механики при проведении ВЧС ИВЛ.

Помимо мониторинга инспираторной фракции кислорода (F02), появилась возможность получать информацию о концентрации кислорода и двуокиси углерода в конечной экспираторной фракции дыхательного цикла (FET02, PETC02), что позволяет более строго контролировать адекватность вентиляции.

И наконец, в отличие от существующих струйных вентиляторов, наш респиратор позволяет обеспечить мониторинг такого важного параметра респираторной механики, как статический торако-пульмональный комплайнс.

Респираторы фирмы «Тритон-ЭлектроникС», особенно версия JV-110, обеспечивают мониторинг набора параметров аналогичный тому, которым располагают самые современные полифункциональные и полимодальные («интеллектуальные») респираторы, и превосходят по этой позиции существующие на рынке струйные вентиляторы.

Все это позволяет существенно расширить сферу применения метода струйной ИВЛ в анестезиологии и интенсивной терапии, а также в исследовании нерешенных проблем физиологии и патофизиологии струйной высокочастотной вентиляции.

Мониторинг параметров респираторной механики

Аппарат ИВЛ при взаимодействии с пациентом должен, так или иначе, учитывать характеристики внешнего дыхания пациента: комплайнс, резистенс, постоянную времени легких.

Улучшение качества аппаратов ИВЛ идет по пути разработки методов все более точного измерения этих параметров и их использования при выборе режима ИВЛ.

Комплайнс, резистенс, постоянная времени (Cst, Raw, т) являются физическими свойствами респираторного тракта пациента и не зависят от типа ИВЛ, будь она конвективной или струйной.

Прогресс ИВЛ привел к созданию адаптивных режимов. Сутью этих режимов является обеспечение пациенту нужного минутного объема дыхания с минимально возможным средним или максимальным давлением в дыхательных путях.

При этом аппарат отслеживает изменение состояния пациента и автоматически оптимизирует инспираторный объем, давление вдоха и частоту дыхания.

Если в простейших режимах респираторной поддержки, таких как поддержка давлением (PS), можно пренебречь вычислением комплайнса и резистенса, то для адаптивного режима вентиляции вычисление этих параметров является обязательным.

Для измерения параметров респираторной механики разработаны иные методы, чем те, которые были реализованы в аппаратах 10-20-летней давности. Математическая модель респираторного тракта, определяющая связь между потоком и давлением в контуре, имеет вид дифференциального уравнения: Paw(t) = (auto-PEEP + PEEP) + (1/С) • V(t) + Raw • V'(t) + I • V”(t) + … + An • Vn(t), где:

Paw(t) – давление в дыхательных путях; V(t) – величина потока; auto-PEEP – остаточное давление в дыхательных путях к началу вдоха;

С – податливость (комплайнс) бронхолегочной системы;

Raw – сопротивление дыхательных путей; I – характеристика инерционных свойств респираторного тракта; Аn – коэффициент при n-й производной потока;

V(t) – n-я производная потока.

Уравнение является исходной математической моделью, описывающей давление в дыхательных путях. В этой модели величина обратная комплайнсу (1/С) и сопротивление дыхательных путей Raw являются коэффициентами при производных нулевой и первой степени соответственно. Коэффициенты Аn при старших производных (n > 2) общепринятых собственных названий не имеют.

В такой записи уравнение напоминает линейное дифференциальное уравнение. Однако известно, что из-за понятных физических ограничений податливость легких уменьшается с ростом давления. Формально это приводит к тому, что уравнение является в действительности нелинейным. Решение уравнений подобного класса сопряжено со значительными трудностями.

– Также рекомендуем “Материматическая модель респираторного тракта. Дыхательный контур в уравнении”

Оглавление темы “Физиология высокочастотной ИВЛ”:
1. Объем альвеолярной вентиляции. Мониторинг параметров респираторной механики
2. Материматическая модель респираторного тракта. Дыхательный контур в уравнении
3. Особенности высокочастотной ИВЛ (ВЧС ИВЛ). Отличия струйной ИВЛ от традиционной
4. Незавершенный выдох при высокочастотной ИВЛ (ВЧС ИВЛ). Постоянный неполный выдох при ВЧС ИВЛ
5. Конечно-экспираторное давление (PEEP) при высокочастотной ИВЛ (ВЧС ИВЛ). Альвеолярное давление (auto-PEEP) при ВЧС ИВЛ
6. Тождественность альвеолярного и среднего давлений. Соотношение пикового и экспираторного давления при ВЧС ИВЛ
7. Ускорение струи высокочастотной ИВЛ. Влияние высокой частоты ВЧС ИВЛ на организм
8. Гемодинамика при высокочастотной ИВЛ. Сердечный выброс при ВЧС ИВЛ
9. Сердце при высокочастотной ИВЛ. Центральное венозное давление (ЦВД) при ВЧС ИВЛ
10. Увеличение сердечного выброса при высокочастотной ИВЛ. Адаптация гемодинамики при ВЧС ИВЛ

Источник: https://meduniver.com/Medical/Xirurgia/2749.html

Books-med
Добавить комментарий