Список литературы:

1. Боголепов Н.К. Коматозные состояния. М. 1962.

2. Варга П. Теория и практика интенсивной терапии. К. 1983.

3. Ефимов А.С., Комиссаренко И.В., Скробонская И.А. Неотложная эндокринология. М. 1982.

4. Мазовецкий А.Г., Великов В.К. Сахарный диабет. М. 1987.

5. Михайлович В.А. Руководство для врачей скорой помощи. Л. 1986.

6. Потемкин В.В. Неотложные состояния в клинике эндокринных болезней. М. 1984.

7. Марино П. Интенсивная терапия. М. 1998.

3.2.20.

ТЕМА: ПАТОФИЗИОЛОГИЯ И ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ОСТРОЙ ДЫХАТЕЛЬНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

(Олецкий В.Э.)

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Определение, формы и диагностические критерии дыхательной недостаточности

2. Патофизиологические причины гипоксемии

3. Патофизиологические причины гиперкапнии

4. Три уровня респираторной поддержки

5. Стартовые параметры вентиляции в зависимости от причин дыхательной недостаточности

1. Определение, формы и диагностические критерии дыхательной недостаточности

Дыхательная недостаточность – собирательный термин, используемый для обозначения самых различных состояний, приводящих к нарушению легочного газообмена. Диагностические критерии: PaO₂ < 60 мм. рт. ст. и/или PaCO₂ > 50 мм. рт. ст.

Формы дыхательной недостаточности:

Гипоксемическая - нарушение процессов газообмена в легких

Гиперкапническая - нарушение внешней вентиляции

2. Патофизиологические причины гипоксемии

Основные

Гиповентиляция

Несоответствие вентиляции и перфузии

Шунтирование легочного кровотока

Теоретически возможные

Низкое содержание кислорода в смешанной венозной крови

Ограничение диффузии газов через альвеолярно-капиллярную мембрану

Низкое парциальное давление кислорода во вдыхаемой газовой смеси

Простая гиповентиляция – альвеолярно/артериальный градиент парциальных давлений кислорода остается в пределах нормы (у пациентов около 20 лет – в пределах 10 мм. рт. ст., к 70 годам - не более 30 мм. рт. ст.), PaO₂ и PaCO₂ изменяются пропорционально. При дыхании атмосферным воздухом:

PA-aO₂ = [147 - 1.25 PaCO₂] - PaO₂

PaO₂ + PaCO₂ = 140 mm Hg

Несоответствие вентиляции и перфузии, свидетельствующее о легочной патологии сопровождается ростом альвеолярно/артериального градиента парциальных давлений кислорода.

Истинный шунт, при дыхании 100% кислородом можно рассчитать по формуле:

	QS	=	(CcO2 – CaO2)	*100%
	QT		(CcO2 – CvO2)

Где:

QS/QT – фракция шунтирования (%), CcO2 – содержание кислорода в крови легочных капилляров (мл/л), CaO2 - содержание кислорода в артериальной крови (мл/л), CvO2 - содержание кислорода в смешанной венозной крови (мл/л), принимая тот факт, что парциальное давление кислорода в капиллярной крови соответствует альвеолярному.

Если концентрация кислорода менее 100% данная формула является отражением шунтоподобного эффекта, т.е. той фракции шунтирования которая вызовет соответствующие изменения газообмена, всегда выше истинной фракции шунтирования. При дыхании 100% O₂ шунт Q_S/Q_T = (760 – PaO₂)/20

Самый доступный показатель, характеризующий степень шунтирования, – отношение парциального давления кислорода в артериальной крове к его доле во вдыхаемой смеси (PaO₂ / FI_O2). В норме PaO₂ / FI_O2 >400.

PaO₂ / FI_O2 <300 – приемлемый уровень оксигенации не может быть достигнут при дыхании атмосферным воздухом (60/0,21), PaO₂ / FI_O2 <200 – определение легочной дисфункции.

Оксигенация крови функция двух параметров:

• Фракция кислорода в газовой смеси (FI_O2)

• Среднее давление в дыхательных путях (MAP)

• MAP = K (PIP-PEEP) [TI / (TI+TE)] + PEEP

Зависимость MAP / PaO₂ нелинейная - имеет вид перевернутой параболы

• Низкое MAP:

  • Ателектазы--> низкое PaO₂

• Высокое MAP:

  • гиперинфляция--> нарушения V/Q; шунт, гиповентиляция из-за перерастяжения альвеол

  • Снижение сердечного выброса --> снижение доставки кислорода несмотря на достаточное PaO₂

3. Патофизиологические причины гиперкапнии

Удаление СО₂ Пропорционально альвеолярной вентиляции (VA), которая зависит от дыхательного объема (VT) и частоты (RR)

Изменения Vt более значимы, чем RR

За дыхательный цикл

Альвеолярная вентиляция = Vt – Vd

Минутная альвеолярная вентиляция (мл/мин)

(Vt – Vd) * RR

RR – частота дыхания, мин-1

Vt - дыхательный объем

Vd – объем мертвого пространства

Причины несостоятельности вентиляции

Баланс между энергетической ценой и возможностями системы внешней вентиляции

Слишком высокая цена

Несостоятельность «респираторных мехов»

Динамика дыхательного цикла

Вдох активен, выдох пассивен

Трансмуральному давлению препятствуют: эластические силы, сопротивление дыхательных путей потоку газа

Эластическая составляющая: C = Δv/Δp

Резистивная составляющая:

Основной вклад в сопротивление бронхи среднего калибра

В дистальных отделах сопротивление меньше, т.к. больше общая площадь сечения

Быстрый поток газовой смеси через ИТ малого диаметра может значительно увеличивать сопротивление

Сила эластической отдачи легких держит бронхи открытыми

Высокая растяжимость – увеличение сопротивления хронические обструктивные болезни легких ХОБЛ

ХОБЛ, тяжесть оценивается спирометрически по объемной доле форсированного выдоха за первую секунду по отношению к жизненной емкости легких FEV₁.

Европейская классификация:

1. FEV₁≥70% N : легкая

2. FEV₁=50-69% N : умеренная

3. FEV₁<50% N : Тяжелая

Американская

1. FEV₁ ≥ 50% N : Стадия I

2. FEV₁=35-49% N : Стадия II

3. FEV₁<35% N : Стадия III

Показатели респираторной механики в норме

Нормальные значения	новорожденные	взрослые
Частота дыхания	30-40	15
Дыхательный объем	7 мл/кг	7 мл/кг
МОД	230 мл/кг	70 мл/кг
ЖЕЛ	40 мл/кг	50-60 мл/кг
ФОЕ	27-30 мл/кг	27-30 мл/кг
Удельная растяжимость легких (1 л)	67 мл/см H2O	67 мл/см H2O
Общая растяжимость легких	5 мл/см H2O	100 мл/см H2O
Удельная растяжимость грудной клетки (1 л)	260 мл/см H2O	60 мл/см H2O
Растяжимость респ. системы	4,8 мл/см H2O	80 мл/см H2O
Общее сопротивление см H2O/л в мин	30-50	4-5
Постоянная времени (с)	0,12	0,5
VD/VT	0,3-0,5	0,3
Шунт	10%	1-3%

Патофизиологические механизмы и возможные причины увеличения энергетической цены дыхания.

Высокое сопротивление дыхательных путей: бронхоспазм; скопление секрета; отек слизистых бронхов; обструкция верхних дыхательных путей.

Низкая растяжимость легких: отек; пневмония; ателектазы; авто-ПДКВ.

Низкая растяжимость грудной клетки: гидроторакс;  гемоторакс; пневмоторакс; ожирение; асцит; переломы ребер; высокое внутрибрюшное давление.

Высокий минутный объем дыхания: гипертермия; сепсис;  эмболия легочной артерии; гипералиментация; метаболический ацидоз.

Несостоятельность вентиляции.

Центральный контроль: передозировка седативных препаратов, гипотиреоз; повреждение ствола мозга; центральные расстройства дыхания во время сна.

Нейромышечная проводимость: повреждения спинного мозга; повреждения диафрагмальных нервов; синдром Жулиана- Барре; боковой амиотрофический склероз; миастения; релаксанты

Мышечная слабость: дистрофия; электролитные расстройства, истощение, миопатия, гипоксия, гипоперфузия

4. Три уровня респираторной поддержки

• Ингаляция кислорода

• Неинвазивная ИВЛ

• Интубация трахеи и ИВЛ

Показания для оксигенотерапии

Показания	Терапевтические цели
Абсолютные PaO2 ≤ 55 мм Hg или SaO2 ≤ 88%	PaO2 ≥ 60 мм Hg или SaO2 ≥ 90% Не менее 15-19 часов в сутки
У больных с PaO2 55 - 59 мм Hg или SaO2 ≤ 89% Признаки cor pulmonale ЭКГ (легочной P), Ht > 55%, сократительная сердечная недостаточность

Показания для плановой интубации трахеи и ИВЛ

Гиперкапния

Острое нарушение способности поддерживать адекватную альвеолярную вентиляцию сопровождающееся респираторным ацидозом (pH артериальной крови менее 7,30, при парциальном давлении углекислого газа, PaCO₂ > 50 мм. рт. ст.). Ищите обратимые причины, такие как передозировка наркотических или седативных препаратов.

В случае хронической гиперкапнии у больных с патологией легких, хорошо переносящих высокие значения PaCO₂, не ощущающих каких-либо неудобств, показанием к ИВЛ являются угнетение сознания и/или снижение pH артериальной крови до 7,1 и менее.

Гипоксемия

Снижение парциального давления кислорода в артериальной крови PaO₂<60 мм. рт. ст., или сатурации гемоглобина SpO₂<90%, при ингаляции кислородно-воздушной смеси с содержанием кислорода FiO₂>50 %.

Быстро прогрессирующие заболевания системы дыхания и/или кровообращения,

Слишком высокая энергетическая цена дыхания (о чем свидетельствует западение межреберных промежутков во время вдоха).

Нарушение проходимости дыхательных путей или опасность аспирации

Уровень сознания 8 и менее баллов по шкале ком Глазго.

Нарушение защитных рефлексов гортани и глотки.

Неспособность самостоятельно откашляться вследствие слабости дыхательных мышц и/или резкого снижения жизненной емкости легких.

Интубация трахеи (экстренно)

O2 - ?; CO2 - ?; pH - ? Сочетание любого из изменений с характерными глазными симптомами

Неинвазивная вентиляция

Критерии включения

Клиническая картина острой дыхательной недостаточности.

Одышка, использование вспомогательных дыхательных мышц.

Частота дыхания:

у больных с хроническими бронхообструтивными заболеваниями более 24 в мин;

у больных с острой гипоксемической дыхательной недостаточностью (отек легких, ОРДС) более 30-35 в мин.

Нарушения газообмена: PaCO2 > 45 мм Hg ; pH < 7,35; PaO₂/FiO₂ < 200

Критерии исключения

Больные нуждающиеся в экстренной интубации:

Остановка дыхания или реальная угроза остановки дыхания.

Тяжелое общее состояние (гипотензия, шок, ишемия миокарда, или аритмия).

Неспособность защитить дыхательные пути (нарушение глотания, угнетение кашлевого рефлекса или истощение дыхательных мышц).

Обильная мокрота.

Возбуждение, отсутствие контакта.

Анатомические дефекты, препятствующие вентиляции лицевой маской - травма лица, ожоги и т. д.; рвота; обструкция верхних дыхательных путей; пневмоторакс

Факторы успеха: молодой возраст, относительно меньшая тяжесть состояния, способность к продуктивному контакту, способность к координации дыхания с ИВЛ, герметичность интерфейса, умеренная гиперкарбия, PCO₂ - 45-92 мм Hg, умеренный ацидоз pH 7.35-7.10,

улучшение показателей газообмена, снижение частоты дыхания и частоты сердечных сокращений в первые 2 часа.

Приоритеты ИВЛ

1. Коррекция гипоксемии (PaO₂ ≥ 60 mm Hg, SaO₂ ≥ 88-92 %)

2. Предупреждение травмы объемом (давление плато ≤ 35 см H₂O) и авто-ПДКВ

3. Нормализация pH и PaCO₂

Выбор стратегии вентиляции

Несостоятельность вентиляции - вентиляция по объему

Несостоятельность оксигенации - вентиляция по давлению

Фазы ИВЛ

1. Интубация трахеи и достижение приемлемых показателей газообмена

2. Респираторная поддержка по мере стабилизации состояния

3. Перевод на самостоятельное дыхание

4. Экстубация

5. Стартовые параметры вентиляции в зависимости от причин дыхательной недостаточности

Короткий период вентиляции: нормальные легкие (послеоперационные, пациенты, манипуляции, медикаментозные отравления).

Режим -VC или SIMV/PS, дыхательный объем (ДО) - 10-12 мл/кг (идеальной масс тела), частота дыхания(ЧД) - 10-15 в мин; пиковый поток 60-80 л/мин; ПДКВ 4-5 cm H₂O (опционально), FIO₂: 30-50%; SO₂ > 90%. Головной конец кровати - подъем на 30°

Высокое внутричерепное давление, нормальные легкие (закрытая ЧМТ)

Те же параметры, что и нормальные легкие. Избегайте ПДКВ, если нет гипоксемии, не более 10 см. вод. ст. Гипервентиляция? PaCO₂ 30-35 (спорно). Седация перед аспирацией (кашель). Подъем головного конца кровати

Обструктивные заболевания легких (астма, ХОБЛ)

Режим VC, SIMV/PS; ДО: 5-8 мл/кг; ЧД: 6-8; пиковый поток: 70-90 л/мин; ПДКВ: ~80% от авто-ПДКВ; SO₂ > 90%; Хоршая седация первые 24 часа (отдых). Избегайте динамической гиперинфляции (авто-ПДКВ), увеличение потока увеличивает время выдоха; Снижение ДО; избегайте алкалоза (7.30-7.35); ацидоз – это нормально !

ХОБЛ - попытка неинвазивной вентиляции

Большинство больных экстубируется в течение 48 часов

Жесткие легкие(ALI/ARDS)

Режим: VC, PC, SIMV/PS; ДО: 6-8 мл/кг; пиковый поток: 70-90 л/мин; ЧД: 15-25-36; ПДКВ: >8-10; SO₂ 86-92%; седация.

Рекомендации группы ARDSnet:

Давление плато < 30 cm H₂O

ПДКВ ~15+, возможно задержка СО₂; ацидоз – это нормально!

Высокая ЧД Þ авто-ПДКВ; увеличение потока

бикарбонат при pH <7.2;

Острые нейромышечные заболевания: нормальные легкие (Guillain-Barre, MG, повреждения спинного мозга)

Режим: VC, SIMV; ДО: 12-15 мл/кг; ЧД: 8-12; поток: 100 л/мин; ПДКВ 5 (опционально); SO₂ >92%; Седация по необходимости

Больной требует ощущения наполнения легких: увеличение ДО: до 18 мл/кг! (если легкие OK); подбор потока для комфортного ощущения

В полном сознании - PS с высоким давлением для достижения нужного ДО. Небольшие гипоксемия и ацидоз вызывают дистресс

Проблемы на начальном этапе ИВЛ: гипоксемия, авто-ПДКВ, синхронизация с аппаратом ИВЛ