Μηχανική του πνεύμονα: εργαλείο διάγνωσης & παρακολούθησης στη ΜΕΘ Χαράλαμπος Ψαρολογάκης Παθολόγος Εξειδικευόμενος ΜΕΘ ΠαΓΝΗ
Μια εικόνα ισοδυναμεί με 1000 λέξεις
Εισαγωγή ορισμοί βασικές κυματομορφές σε ελεγχόμενα μοντέλα μηχανικού αερισμού εξίσωση της κίνησης μηχανικές ιδιότητες σε ελεγχόμενα μοντέλα μηχανικού αερισμού κλινικές εφαρμογές
Ορισμοί Ενδοτικότητα (Compliance): μέτρο διατασιμότητας, δηλ. της ευκολίας ενός συστήματος να αλλάζει τις διαστάσεις του με την εφαρμογή δύναμης (πίεση/επιφάνεια) στο αναπνευστικό σύστημα (θωρακικό τοίχωμα και πνεύμονας) οι μεταβολές των διαστάσεων εκφράζονται με τις μεταβολές του όγκου και η δύναμη εκφράζεται με την πίεση: C (L/cmH2O) = ΔV/ΔP και ΔP= ΔV/C
Ορισμοί Ελαστικότητα (Elastance) εκφράζει την ιδιότητα ενός συστήματος να ανθίσταται στη μεταβολή του όγκου του (ή των διαστάσεων) μεταβολή πίεσης που προκαλείται από κάθε μονάδα μεταβολής όγκου Ε(cmH2O/L) = ΔP/ΔV και ΔP = ΔV x E
Ορισμοί Αντίσταση (Resistance) ιδιότητα ενός συστήματος να ανθίσταται στην κίνηση λόγω τριβής μεταξύ των κινουμένων δομών αναπνευστικό σύστημα κίνηση εκφράζεται με τη ροή (V, L/sec) και προκαλείται από τη διαφορά πίεσης (ΔP) μεταξύ δύο σημείων του συστήματος R = ΔP/V και ΔP = R x V
Εξίσωση της κίνησης
Εξίσωση της κίνησης σε ελεγχόμενα μοντέλα μηχανικού αερισμού
Πίεση αεραγωγών (Paw) Εισπνοή Η καμπύλη της πίεσης στον αερισμό ελεγχόμενου όγκου (VC) με σταθερή ροή Ppeak Εκπνοή
Πίεση αεραγωγών (Paw) Εισπνοή Η καμπύλη της πίεσης στον αερισμό ελεγχόμενου όγκου (VC) με σταθερή ροή Ppeak Εκπνοή
Μέγιστη Εισπνευστική Πίεση (Ppeak) η υψηλότερη πίεση στο τέλος της εισπνοής σύνολο των πιέσεων αναπνευστήρα για την υπερνίκηση: ελαστικών δυνάμεων επαναφοράς αντιστάσεων (αεραγωγοί και ΕΤΣ) εκκρίσεις βρογχόσπασμο διάμετρο σωλήνα
Μέγιστη Εισπνευστική Πίεση (Ppeak) Πού πρέπει να μετριέται η Ppeak? O. Stenqvist, Brit J of Anaesthesia, 2003
Μέγιστη Εισπνευστική Πίεση (Ppeak) δεν αποτελεί καλό δείκτη κινδύνου ανάπτυξης βαροτραύματος αυξημένες τιμές της Ppeak δεν είναι απαραίτητο να συνοδεύονται από αντίστοιχες αυξήσεις της κυψελιδικής πίεσης (Palv) χαμηλές τιμές απώλειες από το εισπνευστικό σκέλος ή το cuff εργαλείο για την αξιολόγηση θεραπείας με βρογχοδιασταλτικά Mouloudi et al, Eur Respir J 1998; 12: 165 169
Τελοεισπνευστική Στατική Πίεση (Pplateau)
Τελοεισπνευστική απόφραξη Ρ 1 : τιμή πίεσης άμεσα μετά την απόφραξη αντιστοιχεί στο σημείο μηδενικής ροής η πτώση της πίεσης από την Ppeak στην Ρ 1 αντιπροσωπεύει στην πίεση που απαιτείται για την υπερνίκηση των αντιστάσεων που αναπτύσσονται λόγω ροής Ppeak P 1 Lucangelo et al, Respiratory Care, 2005
Τελοεισπνευστική Στατική Πίεση (Pplateau)
Τελοεισπνευστική Στατική Πίεση (Pplateau) η πίεση που ασκείται στις κυψελίδες και τους μικρούς αεραγωγούς κατά το μηχανικό αερισμό θετικών πιέσεων η ταχύτητα επίτευξης εξισορρόπησης πίεσης μετά την απόφραξη εξαρτάται από: την ανομοιογένεια του πνευμονικού παρεγχύματος (διαφορετικές χρονικές σταθερές) ελαστική συμπεριφορά των ιστών
Τελοεισπνευστική Στατική Πίεση (Pplateau) αδυναμία προσδιορισμού Pplateau οφείλεται σε: διαρροές (αναπνευστήρα, κυκλώματος) βρογχοϋπεζωκοτικό συρίγγιο
Ενδογενής Θετική Τελοεισπνευστική Πίεση (PEEPi) παρουσία θετικής κυψελιδικής πίεσης (Palv) στο τέλος της εκπνοής προκαλείται από: βραχύ χρόνο εκπνοής περιορισμό της εκπνευστικής ροής λόγω μεγάλων εκπνευστικών αντιστάσεων (π.χ. βρογχόσπασμος) παθολογικά υψηλή ενδοτικότητα αερισμό με πολύ υψηλούς αναπνεόμενους όγκους ή μεγάλο κατά λεπτό αερισμό
Ενδογενής Θετική Τελοεισπνευστική Πίεση (PEEPi) συνέπειες: αυξημένος τελοεκπνευστικός όγκος (ασθενής όχι σε FRC) κλινική και μηχανική εικόνα δυναμικής υπερδιάτασης κίνδυνος βαροτραύματος αυξημένο έργο αναπνοής αιμοδυναμική αστάθεια Pepe PE,Marini JJ, Am Rev Respir Dis. 1982 Williams TJ, et al, Am Rev Respir Dis. 1992
End-expiratory flow
Τελοεκπνευστική απόφραξη Ενδογενής ΡΕΕΡ (PEEPi) 30cmH2O 0 PEEPi
Τελοεκπνευστική απόφραξη Ενδογενής ΡΕΕΡ (PEEPi)
Μηχανικές Ιδιότητες του Αναπνευστικού συστήματος Ελαστικότητα/ενδοτικότητα Αντιστάσεις εισπνευστικές εκπνευστικές
Στατική ελαστικότητα/ενδοτικότητα σχέση μεταξύ οδηγού πίεσης (ΔΡ) και της μεταβολής του όγκου (ΔV) Ers,st = ΔP/ΔV = (Pplateau PEEPi)/Vt Crs,st = 1/Ers,st = Vt/(Pplateau PEEPi)
Eνδοτικότητα αναπνευστικού συστήματος επηρεάζεται από: διαταραχές πνευμονικού παρεγχύματος διάχυτες πνευμονικές διηθήσεις πνευμονικό οίδημα ατελεκτασία δυναμική υπερδιάταση διαταραχές θωρακικού τοιχώματος υπεζωκοτικής κοιλότητας πνευμοθώρακας πλευριτική συλλογή ασκίτης
Εισπνευστικές Αντιστάσεις συνολικές εισπνευστικές αντιστάσεις (Rt ή Rmax) υπολογισμός με εκτέλεση τελοεισπνευστικής παύσης σε συνθήκες σταθερής ροής Rt = ΔΡ/V = (Ppeak Pplateau)/V δύο επιμέρους συνιστώσες Rmin: πτώση πίεσης από Ppeak P 1 ΔRrs: πτώση πίεσης από Ρ 1 Pplateau
Rmin/ΔRrs Rmin = (Ppeak P 1 )/V εκφράζει τις αντιστάσεις που εξαρτώνται από τη ροή η ΔRrs (λειτουργική αντίσταση) ΔRrs = Rt Rmin αντιπροσωπεύει δύο φαινόμενα: ελαστικές αντιστάσεις ροής πνεύμονα και θωρακικού τοιχώματος διαφορετικές χρονικές σταθερές λόγω ανομοιογένειας των βρογχοπνευμονικών τμημάτων σε πάσχοντες πνεύμονες
Monitoring Plateau pressure C= 40, R=10 C= 20, R=10 30cmH2O Paw 0 Paw Compliance= Vt / (Pplateau-Peepi) Πνευμονικό οίδημα 2l/s flow 0 flow 2lt Volume Volume 0
Monitoring Ppeak-Plateau C= 90, R=10 C= 90, R=18 Ppeak 30cmH2O Pplateau Rmax= (Ppeak-Plateau) / flow Paw 0 Paw flow 2l/s flow 0 Volume 2lt Volume 0
Marino, The ICU Book, 2007
Καμπύλη Ροής Χρόνου 30cmH2O 0 0 COPD ARDS 2l/s 0 0 Δυναμική Υπερδιάταση 2lt 0
Καμπύλη Ροής Χρόνου υποψία για παρουσία θετικής τελοεκπνευστικής πίεσης όταν: η εκπνευστική ροή δεν μηδενίζεται πριν την επόμενη εισπνοή υποψία για περιορισμό της εκπνευστικής ροής όταν: η μείωση της εκπνευστικής ροής γίνεται με γραμμικό και όχι εκθετικό τρόπο εμφανίζονται spikes στην κυματομορφή της ροής μετά το τέλος της εισπνοής
Καμπύλη Ροής Χρόνου
Τεχνικές Σχεδιασμού Καμπύλης Πίεσης - Όγκου Στατικές μέθοδοι μέθοδος της υπερσύριγγας τεχνική τελοεισπνευστικής παύσης Μέθοδος χορήγησης σταθερής, χαμηλής εισπνευστικής ροής
Pplateau- PEEPi volume 5 80 8 120 11 150 13 200 15 250 17 300 19 350 21 400 23 450 25 500 28 550 31 600 34 650 37 700 Καμπύλη Πίεσης Όγκου 800 700 600 500 400 300 200 100 0 UIP LIP 0 10 20 30 40 y XY Scatter x
Καμπύλη Πίεσης - Όγκου (low flow) 1500 1000 Volume UIP Settings V :<9 L/min Vt:1500ml f:5/min I:E=4:1 500 LIP 5 10 15 20 25 30 35 40 Paw
Συμπεράσματα η παρακολούθηση των μηχανικών ιδιοτήτων του αναπνευστικού συστήματος επιτρέπει την κατανόηση της παθοφυσιολογίας διαφόρων αναπνευστικών διαταραχών και την ταχεία διάγνωση επιπλοκών της βαριάς νόσου ή του μηχανικού αερισμού η Ppeak, η Pplateau και η διαφορά μεταξύ τους παρέχουν πληροφορίες για την αντίσταση και την ενδοτικότητα του αναπνευστικού συστήματος
Συμπεράσματα Ppeak: εκφράζει τόσο τις αντιστάσεις των αεραγωγών, όσο και την ενδοτικότητα του αναπνευστικού συστήματος Pplateau: αντικατοπτρίζει τη στατική ενδοτικότητα του αναπνευστικού συστήματος (περιλαμβανομένων πνευμονικού παρεγχύματος και θωρακικού τοιχώματος) Η καμπύλη P V παρέχει την δυνατότητα προσδιορισμού της βέλτιστης τιμής PEEP και Pplateau
Ευχαριστώ Υπήρξαν ορισμένα προβλήματα κατά τον μηχανικό αερισμό σας αλλά η κατάσταση έχει βελτιωθεί σημαντικά! Καλή τύχη!