MECHANICAL VENTILATION_Resident_2552

MECHANICAL VENTILATION: 

MECHANICAL VENTILATION รศ.นพ.เทพกร สาธิตการมณี ผศ.พญ.สิริรัตน์ ตรีพุทธรัตน์ อ.เกรียงศักดิ์ งามแสงศิริทรัพย์ ภาควิชาวิสัญญีวิทยา คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น

วัตถุประสงค์ของบทเรียน: 

วัตถุประสงค์ของบทเรียน ทราบกลไกการนำออกซิเจนในร่างกาย เข้าใจเรื่อง V/Q mismatch: dead space & shunt ทราบวิธีการให้การดูแลผู้ป่วยที่มีปัญหาระบบทางเดินหายใจในความรุนแรงต่างๆ ทราบข้อบ่งชี้ของการใช้เครื่องช่วยหายใจ ทราบชนิดของเครื่องช่วยหายใจ ทราบ mode ต่างๆของการช่วยหายใจ และการเลือกใช้ในผู้ป่วยแต่ละราย ทราบวิธีการ wean เครื่องช่วยหายใจ ทราบผลกระทบของการใช้เครื่องช่วยหายใจต่อสรีรวิทยาของผู้ป่วย ทราบผลแทรกซ้อนของการใช้เครื่องช่วยหายใจ ทราบวิธีการดูแลผู้ป่วยที่ใช้เครื่องช่วยหายใจ ทราบวิธีการตั้งเครื่องช่วยหายใจ Bird สามารถตั้งเครื่องช่วยหายใจ Bird กับ Lung Simulator ด้วยตนเอง

Physical Data of O2: 

Physical Data of O 2 O 2 content of air 20.93% (PO 2 160 mmHg) Alveolar air 14.2% (P A O 2 104 mmHg) Arterial blood sat. 97% (P a O 2 100 mmHg) Tissue (requires at least 10 mmHg at mitochondria) Venous blood P v O 2 40 mmHg O 2 content of expired air 16.3%

O2 Content in Arterial Blood: 

O 2 Content in Arterial Blood Solubility of O 2 in arterial blood 0.003 ml/100 ml blood/P a O 2 1 mmHg O 2 capacity of hemoglobin 1.34 ml/1 gmHb O 2 content = (1.34 x gmHb x SaO2) + (0.003 x P a O 2 ) = (1.34 x 15 x 0.97 = 19.5) + (0.003 x 100 = 0.3) O 2 capacity of arterial blood 19.8 vol % (ml/100 ml blood) (at S a O 2 97%)

O2 Content in Arterial Blood: 

O 2 Content in Arterial Blood

O2 Availability/O2 reserve (The amount of O2 available in the body): 

O 2 Availability/O2 reserve (The amount of O 2 available in the body) 100 ml of blood contains 19.8 ml of O 2 when saturated Cardiac output 5 L/min O 2 available to the body 19.8 x 5000/100 = 990 ml/min Body consumes O 2 250 ml/min O 2 reserve = 4 min

Hypoxia vs Hypoxemia: 

Hypoxia vs Hypoxemia Hypoxemia  low PaO 2 Hypoxia  Cells lack of O 2 Anaerobic metabolism Lactic acid production HCO 3  Base excess (BE) ≥ -3 mEq/l

Type of O2 Lack: 

Type of O 2 Lack Hypox em ic hypoxia P A O 2 ต่ำ O 2 ถูกขัดขวางไม่ให้เข้าสู่ pulmonary capillary Anemic hypoxia O 2 carrying capacity เป็นสัดส่วนกับ anemia แม้ว่า P a O 2 จะปกติ

Type of O2 Lack: 

Type of O 2 Lack Stagnant hypoxia Low cardiac output Local : partial or complete vascular occlusion Histotoxic or Cytotoxic hypoxia Cyanide poisoning : tissue ไม่สามารถใช้ normal O 2 supply ในเลือด

Effect of O2 Want: 

Effect of O 2 Want Respiratory System Hyperpnea จาก reflex stimulation ของ R.S. P a CO 2 อาจจะสูงหรือต่ำก็ได้ P a CO 2  reflect Minute ventilation P a O 2  reflect V/Q matching

Effect of O2 Want: 

Effect of O 2 Want Cardiovascular System Coronary & cerebral vessels dilate BP และ pulse ในช่วงแรก  ต่อมา ECG - T wave : inverted or decreased - slowing of conduction : P-R Capillaries เสีย tone  leakage ของ fluid และ cell เข้าไปใน tissue Central Nervous System Brain ใช้ O 2 3.3 ml/100 gm of brain/min (1/5 of total body O 2 consumption) More susceptible to O 2 want than any tissue Cerebral blood flow ( เช่นเดียวกับผลจาก P a CO 2 ) Capillary damage  brain edema Intra-cranial pressure

Effects of Inhalation of 100% O2: 

Effects of Inhalation of 100% O 2 Breathing air Breathing 100% O 2 (150 mmHg) (760 mmHg) ALVEOLAR AIR O 2 tension 104 mmHg 676 mmHg ARTERIAL BLOOD O 2 tension 100 mmHg 637 mmHg O 2 saturation 97% 100% O 2 combined with Hb 19.5 ml% 20.1 ml% O 2 dissolved in plasma 0.3 ml% 1.9 ml% Total O 2 content 19.8 ml% 22.0 ml%

Slide 13: 

O 2 Content in Arterial Blood

Adverse Effects of High O2 conc.: 

Adverse Effects of High O 2 conc. COPD case ผู้ป่วยมี P a CO 2 อยู่นาน ----> หายใจด้วย hypoxic drive ให้ O 2 มากไป ----> hypoxic drive ----> P a CO 2 ----> CO 2 narcosis ควรให้ O 2 เพียงพอที่จะแก้ hypoxia โดยไม่ remove respiratory drive (SpO 2 ≈ 92%) Retrolental fibroplasia พบในเด็ก premature ที่ได้ O 2 > 40% เป็นเวลานาน เกิด fibrovascular membrane ที่ posterior ต่อ lens  ROP  BLIND

Adverse Effects of High O2 conc.: 

Adverse Effects of High O 2 conc. O 2 Toxicity Acute toxicity เกิดจากได้ hyperbaric 100% O 2 Convulsion Chronic toxicity ได้ O 2 > 60% ที่ atmospheric pressure เป็นเวลานาน อาการ : substernal distress, vital capacity, joint pain, anorexia, nausia , visual field ,bronchitis, atelectasis , mental change CXR : bilateral patchy opacity  whole lung field LAB : D(A-a)O 2  มี P a O 2 แม้จะได้ FiO 2 สาเหตุ : airway closure ----> absorptive atalectasis : loss of surfactant : pre-existing disease ก่ อน ได้ IPPV กรณีที่ P a O 2 แม้จะได้ Rx ต่างๆแล้ว ----> การให้ FiO 2 อาจจำเป็น

V/Q Matching: 

V/Q Matching Ideal Lung V/Q ratio = 0.8 - 1 Lung “ Three Zones” Zone 1: V > Q  V/Q > 1  Dead space Zone 2: V = Q  V/Q = 1 Zone 3: V < Q  V/Q < 1  Shunt

V/Q in Spontaneous vs Mandatory Ventilation: 

V/Q in Spontaneous vs Mandatory Ventilation

Shunt & Deadspace: 

Shunt & Deadspace

Strategy to Recruit Alveoli: 

Strategy to Recruit Alveoli Increase power of inspiratory muscles  Breathing exercise  Incentive Spirometry Adequate postoperative analgesia Get rid of retained secretion  cough Liquefy the secretion: hydration Systemic: per oral / feeding / parenteral Inhalation: nebulizer Drugs: mucolytics chest percussion & postural drainage Suction  Intubation Mechanical ventilation PEEP or CPAP

Hypoxic pulmonary vasoconstriction maintains V/Q: 

Hypoxic pulmonary vasoconstriction maintains V/Q

หลักการ MANAGE ผู้ป่วยที่มี RESP. INSUFF. ในความรุนแรงต่างๆ: 

หลักการ MANAGE ผู้ป่วยที่มี RESP. INSUFF. ในความรุนแรงต่างๆ Function Tested Acceptable Physiotherapy, O 2 , Endotracheal range close monitoring intubation w mechanical ventilation MECHANIC Respiratory rate 1/min 12-25 25-35 > 35 Vital capacity ml/kg 70-30 30-15 < 15 Inspiratory force cmH 2 O 100-50 50-25 < 25 OXYGENATION D(A-a)O 2 mmHg 50-200 200-350 > 350 ( 100% O 2 ) SpO 2 mmHg ≥ 92% ≥ 90% < 90% (room air) (O 2 mask) (O 2 mask) VENTILATION P a CO 2 mmHg 35-45 45-60 > 60

หลักการประเมิน Shunt ในปอด: 

หลักการประเมิน Shunt ในปอด PaO 2 = FiO2 x 500 PaO 2 /FiO 2 = 500  normal ( P/F ratio ) ≤ 400  shunt effect ≤ 300  on ventilator ≤ 200  true shunt › 20%  ARDS

หลักการทำงานของเครื่องช่วยหายใจ: 

หลักการทำงานของเครื่องช่วยหายใจ spontaneous breathing positive pressure ventilation

ชนิดของเครื่องช่วยหายใจ: 

ชนิดของเครื่องช่วยหายใจ Pressure cycle

ชนิดของเครื่องช่วยหายใจ: 

ชนิดของเครื่องช่วยหายใจ Volume cycle

ชนิดของเครื่องช่วยหายใจ: 

ชนิดของเครื่องช่วยหายใจ Time cycle

Pressure Waveform: 

Pressure Waveform

Modes of Mechanical Ventilation: 

Modes of Mechanical Ventilation Controlled Mechanical Ventilation (CMV)

Modes of Mechanical Ventilation: 

Modes of Mechanical Ventilation Assist/Control Ventilation (A/C)

Weaning: 

Weaning CMV  A/C  T-piece  extubation  O 2 mask  room air Prolonged ventilated: A/C T-piece A/CT-piece………….

Modes of Mechanical Ventilation: 

Modes of Mechanical Ventilation Intermittent Mandatory Ventilation (IMV)

Modes of Mechanical Ventilation: 

Modes of Mechanical Ventilation Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation (SIMV)

Modes of Mechanical Ventilation: 

Modes of Mechanical Ventilation Continuous Positive Airway Pressure (CPAP)

Modes of Mechanical Ventilation: 

Modes of Mechanical Ventilation

Low Compliance Lung: 

Low Compliance Lung

Modes of Mechanical Ventilation: 

Modes of Mechanical Ventilation Pressured-Controlled Ventilation (PCV)

Slide 44: 

Depiction of a “Dual Mode” Algorithm C L or Pt demand decreases C L or demand increases V T (500 ml) restored ­ V T (600 ml) P TARGET ­ P TARGET ¯ P TARGET V T (500 ml) restored Resulting Vt (500 ml) Flow Pressure Insp Exh ¯ V T (400 ml) Target breath in dual mode Target volume (500 ml) V T

Slide 45: 

High Press Limit Tidal Volume (reference centre) Tidal Volume (exhaled) Dependent on C L and Raw Pi Delivered to patient Closed Loop – Auto flow, PRVC, APV, Cst = 25 mL/cm H 2 O (set at 500 mL) Test Breath (s) ~ 500 mL Pi = 20 cm H 2 O

Modes of Mechanical Ventilation: 

Modes of Mechanical Ventilation Pressure-Controlled Inverse-Ratio Ventilation (PCIRV)

Clinical Advantages to APRV : 

Clinical Advantages to APRV Results in lower PIP at similar MAP (CPAP w/ release) Spontaneous breathing and synchronized transitions can lead to increased Patient Comfort and Synchrony Substantially more literature than any other new mode Synchronized Transitions Spontaneous Breath P T PEEP H PEEP L

Modes of Mechanical Ventilation: 

Modes of Mechanical Ventilation Pressure Support Ventilation (PSV)  Flow cycle

Modes of Mechanical Ventilation: 

Modes of Mechanical Ventilation Mandatory Minute Ventilation (MMV)

Modes of Mechanical Ventilation: 

Modes of Mechanical Ventilation Volume-Assured Pressure Support (VAPS) or Volume Support (VS)

Modes of Mechanical Ventilation: 

Modes of Mechanical Ventilation Bi-level Positive Airway Pressure (BIPAP)

Slide 52: 

BIPAP* allows Spontaneous Breathing during the Mandatory Stroke Reduction of the invasiveness of Ventilation Reduction of Sedation One Ventilation Mode from Intubation to Weaning More comfortable for the Patient Fewer Alarms (easier handling) PCV Spontaneous Breathing BIPAP

Ventilator Setting: 

Ventilator Setting 1) Hypoventilation w/o or with mild Hypoxemia Ventilator : Pressure cycle : Volume cycle Mode : CMV, A/C Setting : Pressure cycle - adjust : Inspiratory Pressure & Flow Rate  Ti=1-1.5 sec, Vt=7-10 ml/kg : Volume/Time cycle - adjust Vt = 7-10 ml/kg - adjust Flow rate --> Ti = 1-1.5 sec - I:E = 1:2 - trigger : pressure -2 cm.H 2 O : flow 2 liter/min. Weaning : CMV  A/C  T-piece  extubation  O 2 mask  room air

Ventilator Setting: 

Ventilator Setting 2) Hypoventilation with Hypoxemia  Shunting Ventilator : Volume/Time cycle - Bennett 7200, Bear 1000, Servo 900 Modes : CMV, A/C + PEEP 5-15 cmH 2 O Setting : as 1) + PEEP 5-15 cmH 2 O : FiO 2  initially up to 1.0 then gradually decreased to 0.4 Weaning : CMV+PEEP  A/C+PEEP  SIMV+CPAP+PSV  CPAP+PSV  CPAP  T-piece  extubation  O 2 mask  room air

Ventilator Setting: 

Ventilator Setting 3) Pt. in 2) + Low Lung Compliance  PIP>50 cmH 2 O Ventilator : same as 2) Modes : same as 2) but change Volume controlled  PCV (Dual mode) Setting : as 2) but set Airway pressure  between plateau & PIP  desired Vt Weaning : as 2) but in PCV

Ventilator Setting: 

Ventilator Setting 4) Pt. In 3) but desired Vt can ’ t be reached Ventilator : as 3) Modes : PCIRV or APRV (in modern ventilator) Setting : as 2) but Ti>Te with patient s edation/parallyzed Weaning : PCIRV (APRV)  PC V  as 3)

Ventilator Setting: 

Ventilator Setting 5) Pt. as above with difficult weaning ---> Hypoventilation at night Ventilator : as above Modes : as above but wean in MMV or VAPS Setting : MMV  set desired minute ventilation : VAPS (VS)  set PSV and desired Vt

Ventilator Setting: 

Ventilator Setting 6) In some hospitals in Europe and USA  BIPAP

ผลของการใช้เครื่องช่วยหายใจต่อ Physiology ของร่างกาย: 

ผลของการใช้เครื่องช่วยหายใจต่อ Physiology ของร่างกาย ทำให้ความดันในทางเดินหายใจและช่องอกสูงขึ้น ผู้ป่วยใช้แรงในการหายใจลดลง ทำให้หลอดลมขยายตัว สามารถเปลี่ยนแปลงค่า mechanical ventilatory pattern ตามที่ต้องการ ปรับค่า Vt ได้ และทำให้การกระจายของ ventilation ดีขึ้น Cardiac output จะลดลงเนื่องจาก venous return ลดลง Intracranial pressure จะสูงขึ้น Urine output ลดลง เนื่องจากมีการหลั่ง ADH มากขึ้น ผลต่อสภาพจิตใจ : หวาดกลัว วิตกกังวล นอนไม่หลับ ซึมเศร้า PU

ผลแทรกซ้อนที่เกิดจากการใช้เครื่องช่วยหายใจ: 

ผลแทรกซ้อนที่เกิดจากการใช้เครื่องช่วยหายใจ ผลต่อ CVS: hypotension, อาจเกิดอาการคล้าย cardiac tamponade ผลต่อ RS: อาจเกิด pneumothorax เกิดภาวะ uneven ventilation: V/Q mismatch เกิด acid-base และ electrolyte imbalance Hyperventilate : respiratory alkalosis, ซีรั่ม K + ลดลง Hypoventilate : respiratory acidosis, ซีรั่ม K + เพิ่มขึ้น หลอดเลือดในสมองหดตัวเนื่องจาก PaCO 2 ลดลง : อาจเกิด cerebral hypoxia เกิด atelectasis เนื่องจากมี V t คงที่และก๊าซที่ได้รับมีความชื้นไม่เพียงพอ ผลแทรกซ้อนจากท่อช่วยหายใจและเครื่องช่วยหายใจ เกิดการติดเชื้อ : Pseudomonas aeruginosa

การดูแลผู้ป่วยที่ใช้เครื่องช่วยหายใจ: 

การดูแลผู้ป่วยที่ใช้เครื่องช่วยหายใจ ป้องกันการติดเชื้อ : physical therapy, humidification, secretion drainage & suction with aseptic technique ระวังการติดเชื้อจากสิ่งแวดล้อม : สัมผัสโดยตรงจากบุคคล การจัดท่าผู้ป่วย : postural drainage, ให้อยู่ในท่านั่งบ้าง ให้มีการหายใจลึก (sigh) เป็นครั้งคราว : 6-8 ครั้ง / ชั่วโมง การดูดเสมหะ : แต่ละครั้งไม่เกิน 10 วินาที , ก่อนและหลังต้องให้ O 2 เสมอ ป้องกัน peptic ulcer: antacid, H 2 antagonist ป้องกัน gastric distention & ileus : ใส่ NG tube คำนึงถึงเรื่อง nutrition: high protein, carbohydrate & vitamins

การใช้เครื่องช่วยหายใจ Bird: 

การใช้เครื่องช่วยหายใจ Bird

The End: 

The End Thank you for attending