Г.И. Белебезьев_Физиология и патофизиология искусственной вентиляции лёгких

Глава 4. Методики искусственной вентиляции легких и респираторной поддержки

4.3. Петлевые графики вентиляции легких

Статическая петля Р-V (график зависимости давление-объем, рис.4.15) получается с помощью шприца большого объема и исполь­ зуется, в основном, при научных исследованиях. Большинство из того, что известно о петлях Р-V, получено на основании этого мето­ да. Наиболее важное преимущество такой петли Р-V в том, что от­ дельные точки графика получаются при измерении давления и объ­ ема в отсутствие потока газа (скорость потока = 0). Используя боль­ шой шприц, объем в легких поэтапно увеличивают. Через несколько секунд после каждого увеличения объема измеряется результирую­ щее давление. Петля Р-V создается при соединении линией отдель­ ных точек результирующего давления. Отношение объема к давле­ нию отражает податливость (С = dV/dР). Поэтому петля Р-V пока­ зывает, как изменяется податливость при увеличении объема. На петле Р-V можно выбрать нижнюю и верхнюю точки перегиба. При построении петли Р-V с помощью шприца обнаруживается, что из­ меряемый объем во время выдоха не возвращается к нулю, но при­ чина этого до сих пор полностью не выяснена. Установлено, что су­ щественную роль играют ошибки измерения и потребление кисло­ рода.

Рис. 4.15. Статическая петля Р-V

В нижней части (А) петли давление при увеличении объема рас­ тет относительно быстро и график переходит в прямую линию

141

Глава 4. Методики искусственной вентиляции легких и респираторной поддержки

дустановленного ПДКВ, давление, отражаемое петлей Р-V, также почти мгновенно падает до этого уровня. В отличие от этого, при статической петле Р—V снижение давления - процесс постепенный, достаточно растянутый во времени. В отношении петель, получае­ мых при управляемой вентиляции, общее правило состоит в том, что чем медленнее наполняются легкие, тем лучше восходящая ветвь петли отражает изменения податливости легких. В большом количе­ стве работ было показано, что петли Р-V, полученные во время вен­ тиляции, хорошо коррелируют с петлями, полученными стандарт­ ной методикой (статическими), если скорость инспираторного пото­ ка остается постоянной. Исследования основаны на допущении о том, что градиент давления, обусловленный сопротивлением инспираторному потоку, будет оставаться неизменным, если скорость по­ тока не будет меняться, и поэтому крутизна инспираторной ветви петли будет отражать только эластичность грудной клетки и легких. Хотя в результате петля Р-V, рисуемая респиратором, будет расши­ ренной (восходящая ветвь сдвинута в сторону), но, с другой сторо­ ны, она (ветвь) сохраняет свою оригинальную форму, на основании которой можно сделать заключение о податливости. В то же время при режимах вентиляции с замедляющимся потоком (ВIРАР, РСV и т.п.) нельзя по форме петли Р-V (поток переменный) сделать вывод относительно состояние податливости легких.

Во время объемной вентиляции при неизменяющейся скорости потока (рис.4.17) легкие наполняются газом с постоянной предус­ тановленной скоростью, и давление во время этого процесса посте­ пенно увеличивается. Давление в легких при каждом вдохе увеличи­ вается до одинакового уровня и в конце вдоха стремится к одинако­ вому уровню давления в дыхательной системе (давление плато, точ­ ка Б). Во время выдоха респиратор открывает клапан выдоха на­ столько, чтобы можно было поддерживать установленный уровень ПДКВ. Вследствие разницы давлений, которая в этот момент обрат­ ная (давление в легких больше, чем ПДКВ), дыхательный газ начи­ нает покидать легкие и объем легких постепенно снижается. Поэто­ му во время управляемой вентиляции ход петель Р-У направлен против хода часовой стрелки.

Во время управляемой по давлению вентиляции в начале вдоха

143

Глава 4. Методики искусственной вентиляции легких и респираторной поддержки

респиратор создает в дыхательном контуре более высокое давление, чем в легких (за счет потока, который поддерживается респиратором на одном уровне в течение всей фазы вдоха). В результате этой раз­ ницы давления газ поступает в легкие и объем их постепенно увели­ чивается. С увеличением объема давление в легких также возраста­ ет, а разница между давлением в дыхательном контуре и в легких становится меньше. Поскольку по физическим законам величина результирующего потока дыхательных газов определяется градиен­ том давления, то инспираторный поток становится во время вдоха все меньше и меньше и, таким образом, поток носит замедляющийся характер (рис.4.18, А). Ход P-V петель при этом режиме вентиляции также направлен против хода часовой стрелки (рис.4.18, Б). Во вре­ мя вдоха респиратор поддерживает давление в дыхательном контуре на одном уровне, и это придает при вентиляции управляемой по давлению петле P-V форму, более или менее напоминающую ко­ робку. По такой петле нельзя сделать заключение о состоянии и из­ менениях податливости легких. Однако, когда скорость инспираторного газа в конце вдоха равна 0, то крутизна линии, проведенной между точкой начала вдоха (А) и его окончания (Б), отражает сте­ пень динамической податливости. Это определение предполагает, что скорость потока равна 0 и в конце вдоха, и в конце выдоха.

При спонтанном дыхании с CPAP (ППДДП; рис.4.19) ход петли P-V направлен по часовой стрелке. Инспираторные усилия пациента создают в легких отрицательное давление, которое затем оказывает воздействие на дыхательный контур, где давление измеряется рес­ пиратором. Аппарат ИВЛ всегда должен обеспечивать пациента достаточным количеством дыхательного газа, чтобы гарантировать поддержание постоянства установленного уровня CPAP, хотя не­ большие отклонения в отрицательную сторону неизбежны. Поэтому площадь области А слева от вертикальной оси на петлевом графике при установленном давлении CPAP является мерой дыхательных усилий пациента, направленных на преодоление инспираторного сопротивления респиратора.

При снижении податливости, другими словами, если легкие становятся менее эластичными, а установки респиратора не изменя­ ются, петля P-V при управляемой по объему вентиляции становится

144

Глава 4. Методики искусственной вентиляции легких и респираторной поддержки

постепенно все более пологой (рис.4.20). Изменения крутизны инспираторной ветви петли Р-V пропорциональны изменениям подат­ ливости легких (чем круче, тем податливее). Если во время вентиля­ ции с постоянной скоростью потока происходят изменения сопро­ тивления дыхательных путей, то крутизна правой ветви петли не изменяется, а меняется ее положение (рис.4.21). Если во время вен­ тиляции при неизменной скорости потока петля начинает стано­ виться в верхней части инспираторной ветви более пологой, то это может свидетельствовать о перерастяжении некоторых отделов лег­ ких (рис.4.22).

Характерной чертой петлевого графика респираторной под­ держки, синхронизированной с инспираторными попытками паци­ ента (ASB/P.supp., SIMV и др.), является маленький завиток с на­ правлением кривой по часовой стрелке чуть выше и левее точки на­ чала координат (рис.4.23). Первоначально пациент генерирует отри­ цательное давление. Если порог срабатывания триггера будет пре­ одолен, то респиратор создаст в дыхательной системе положитель­ ное давление. Площадь области А слева от вертикальной оси, кото­ рая ограничена маленьким завитком и осью, показывает, какую ра­ боту нужно выполнить пациенту, чтобы запустить механический вдох. Область Б справа от оси отражает работу, выполняемую рес­ пиратором для поддержки пациента, который настолько слаб, что только запускает аппарат ИВЛ, но сам фактически адекватно не ды­ шит. Если во время режима ASB/P.supp. пациент только дает им­ пульс триггеру, но не делает полноценный вдох, то ему обеспечива­ ется ДО, который определяется поддерживающим давлением, зави­ сящим от текущей податливости легких. Пациент побуждается де­ лать попытки вдоха, если доставляемый аппаратом ДО (без собст­ венных дыханий больного), меньше его индивидуальных потребно­ стей. При улучшении состояния инспираторные усилия пациента продолжаются в течение всей фазы поддержки, и объем его вдоха возрастает, в то время как давление поддержки остается неизмен­ ным. Поэтому изменения высоты петли Р—V будут мерой эффектив­ ности инспираторных попыток пациента (рис.4.24). С другой сторо­ ны, давление поддержки должно, по меньшей мере, компенсировать сопротивление искусственных дыхательных путей (трубок).

146

Глава 4. Методики искусственной вентиляции легких и респираторной поддержки

Петли P-V, построенные респиратором по измерениям до интубационной трубки, дают только половину картины. Как уже отмеча­ лось, дальнейшее снижение давления происходит дистальнее места измерения давления респиратором (тройник), например после эндотрахеальной трубки и в физиологических дыхательных путях.

Петля P-V, построенная респиратором для пациента, который плохо сам дышит через эндотрахеалъную трубку при CPAP, узкая, имеет вытянутый в вертикальном направлении вид и смещена впра­ во от оси ординат в соответствии с установленным уровнем CPAP (рис.4.25). Чем уже область слева от вертикальной оси, тем меньше требуется дополнительной работы дыхания, чтобы преодолеть инспираторное сопротивление респиратора. С другой стороны, пло­ щадь области справа от оси зависит только от сопротивления респи­ ратора выдоху, а вся область, охваченная петлей, является мерой качества респиратора, хотя следует помнить, что с целью прямого сравнения респираторов нужно использовать на всех аппаратах оди­ наковые системы измерения, поскольку характеристики разных сис­ тем могут значительно отличаться друг от друга. Еще нужно прини­ мать во внимание тот факт, что некоторые респираторы дают не­ большую дополнительную поддержку давлением (порядка 3 см вод. ст.) даже если поддержка давлением не установлена, что делает не­ возможным в этих случаях прямое сравнение. Узкая петля P-V, стандартно построенная респиратором при спонтанном дыхании че­ рез введенную в трахею трубку, не всегда адекватно отражает рабо­ ту дыхания пациента. Сравнение с петлей, записанной дистальнее интубационной трубки, показывает, что эта петля очерчивает замет­ но большую площадь (рис.4.26, А). Вследствие того, что диаметр трубки относительно мал, выполняемая пациентом работа дыхания гораздо выше. Петля P-V, полученная из области ниже места пато­ логического сужения дыхательных путей, занимает еще большую площадь. Чем меньше диаметр трубки, тем больше тратится энергии пациентом на преодоление ее сопротивления - факт, который иллю­ стрируется разными площадями, охваченными петлями, записанны­ ми после трубок (рис.4.26, Б).

148