Basisprincipes van mechanische

ventilatie

Philippe Meersseman, MDMedical Intensive Care UnitGeneral Internal Medicine

University Hospitals Leuven

Philippe MeerssemanMedical intensive care unit

Leuven

• Use different types of

ventilation modi

• Avoid complications

• Ventilate in specific

pathology

Negative-pressure ventilation (“iron lung”)

Indeling van beademingsvormen

Negative-pressure ventilation (“iron lung”)

Positive-pressure ventilation

• niet-invasief

• invasief

Indeling van beademingsvormen

Indicaties voor niet-invasieve ventilatie

COPD

Acuut longoedeem

Post-extubatie

Bij immuungecompromiteerde patient

Indicaties voor invasieve ventilatie

Peroperatief

Luchtwegprotectie

Ventilatoir falen: ↑pCO2

Indicaties voor invasieve ventilatie

Peroperatief

Luchtwegprotectie

Ventilatoir falen: ↑pCO2

Oxygenatie falen: ↓pO2 (SpO2)

Indicaties voor invasieve ventilatie

Peroperatief

Luchtwegprotectie

Ventilatoir falen: ↑pCO2

Oxygenatie falen: ↓pO2 (SpO2)

Shock

IPPV ACV CMV VC-CMV

PC-CMV PCV BIPAP MMV

IPPV-assist IMV SIMV BIPAP-assist

PSV VSV ASB APRV

PAV CPAP CPAP-ASB

Beademingsmodi

Keuze modus met aanpassingsknoppen

Curves en trends

Meetwaarden

Alarmen

Alarm silence!

Extra’s

ET tube

Ventilator Tubing

Major Airways

Alveoli

Thoraxwand

PEEP

O2

Gemeten P

Principes

ET tube

Ventilator Tubing

Major Airways

Alveoli

Thoraxwand

PEEP

CO2

Volume Pressure

controlled controlled

Mandatory breaths CMV PCV

Spontaneous breaths PSV

Beademingsmodi

VC-CMV of IPPV

Je stelt een bepaald volume, flow en

frequentie in en ifv de luchtwegweerstand

en long/thoraxcompliantie krijg je een

bepaalde druk.

Maw volume is constant, drukken variëren.

ET tube

Ventilator Tubing

Major Airways

Alveoli

Thoraxwand

PEEP

Gemeten P

Pplat

Ppeak

PplatBaseline pressure

Ti Te

Pplat - PEEP = TV/C

Pplat

Ppeak

Pplat

Ppeak - Pplat = RxV.

Pplateau stijgt indien:

PEEP hoger (iPEEP en/of ePEEP)

TV hoger

Totale compliantie (long en thorax) lager:

ARDS

Longoedeem

Atelectase

Re hoofdstamintubatie

Spanningspneumothorax

Stijve thoraxwand (abdominale opzetting,

kyfoscoliose,…)

….

Pplat - PEEP = TV/C

Ppiek stijgt indien:

Alle factoren die Pplat verhogen

Toename ademweerstand

bronchospasmen

nauwe ETT

overvloedige secreties

Verhogen flow

Ppeak - Pplat = RxV.

Acute respiratoire

deterioratie

Peak inspiratory

pressure

Plateau pressure

• luchtlek

• hyperventilatie

• longembolen

• extra-thoracaal

• aspiratie

• bronchospasme

• secreties

• tube obstructie

verminderde

compliantieluchtwegobstructie

• atelectase

• auto-PEEP

• pneumothorax

• longoedeem

• ARDS

• abdominale opzetting

• asynchronie

Instellingen van de ventilator

? ? ? ?

? ?i:e = ?

I:E = 1:2

Instellen alarmgrenzen

PCV/BIPAP

Je stelt een bepaalde druk en bepaalde

frequentie in en ifv de luchtwegweerstand

en long/thoraxcompliantie krijg je een

bepaalde volume en bepaalde flow.

Maw druk is constant, teugvolume en flow

varieert.

ET tube

Ventilator Tubing

Major Airways

Alveoli

Thoraxwand

PEEP

Gemeten P

Flow = dP/R

Instellingen van de ventilator

10

TV zal dalen en zo ook MV PaCO2 stijging en pH daling

Instellen alarmgrenzen

PSV of CPAP-ASB

Je stelt een bepaalde trigger in (flow of

druk). Als patient voldoende triggert dan

blaast het toestel de lucht in met een druk

die je hebt ingesteld. Afhankelijk van

luchtwegweerstand, compliantie en eigen

ademarbeid zal je bepaald volume krijgen.

De ademhalingsfrequentie bepaalt de

patient zelf.

Instellingen van de ventilator

PSV

21

16

5

Instellen alarmgrenzen

Indicaties

FiO2 < 60%, HD stabiel.

Zo snel mogelijk.

Patient moet ademhalingsbeweging zelf kunnen doen.

Ook gebruikt tijdens weaningsfase.

Stel de diagnose op basis van volgende curven!

Emfyseempatiënt

Longfibrose

Astmapatiënt

Postoperatieve patiënt zonder

longpathologie

1 2

3 4

Casus 1: ♀, 33 j

VG: voor 1 jaar perforatie Mirena spiraal, verwijderd uit

abdomen, meteen nieuwe geplaatst

HP: opname SPG:

koorts, onderbuikspijn, mictalgie

KO: BD: 118/63 pols:127/min T:39° 55 kg

AHF 28/min sat 100%

Gnc: slingerpijn +++, groen verlies, spiraal aanwezig

Labo

Echo : geen abcescollecties

Behandeling:

verwijderen spiraaltje

vochtresuscitatie

AB (Tavanic + Tiberal) na culturen

Klinische evolutie:

BD: 147/71 Pols: 128/min

Masker 15l O2, RR 44/min:

pH: 7.33

pO2: 51.6

pCO2: 40

HCO3 19

lact: 3

Wat gaan we doen?

Nog meer zuurstof geven?

Niet-invasief beademen?

Invasief beademen?

Volume Pressure

controlled controlled

Mandatory breaths CMV PCV

Spontaneous breaths PSV

Keuze modus?

Instellingen van de ventilator?

? ? ? ?

? ?i:e = ?

Instellingen van de ventilator?

100 500 1 20

50 5i:e = 1:2

Wat opvolgen na starten

beademing?

Klinisch: bloeddruk, pols, comfort,…

Rx thorax: positie ETT

Bloedgaswaarden na 15 minuten

“Safety parameters”

Sedatie level

Bloedgas

pH 7,3

pO2 40

pCO2 40

Lactaat 5

From: Acute Respiratory Distress Syndrome: The Berlin Definition

JAMA. 2012;307(23):2526-2533. doi:10.1001/jama.2012.5669

• Opdrijven FiO2

Verbeteren oxygenatie (SpO2, PaO2)

Streefdoel bij ARDS: sat 88-92%

FiO2

Snelste manier om oxygenatie te

verbeteren

FiO2 > 60% gedurende aantal dagen is

toxisch!

• FiO2

• I:E ratio

Streefdoel bij ARDS: sat 88-92%

Verbeteren oxygenatie (SpO2, PaO2)

I:E ratio

I:E 1:2

I:E ratio

I:E 1:2

I:E 1:1PEEPi?

• FiO2

• I:E ratio

• Opdrijven PEEP

Streefdoel bij ARDS: sat 88-92%

Verbeteren oxygenatie (SpO2, PaO2)

Positive end expiratory pressure

(PEEP)

gecollabeerde alveolen recruiteren zonder

overdistentie te hebben van andere

alveolen.

Alveolen open houden tijdens expiratie

(FRC verhogen) om zo herhaalde collaps

te voorkomen

Verbetering oxygenatie (dr minder

shuntering) en zo FiO2 < 60%

En dit alles zo veilig mogelijk (HD en resp)

Dependent lung zones

1. Alveolaire overdistentie (en verminderde compliantie)

in “non-dependent” zones: barotrauma.

2. Dichtnijpen van capillairen rond alveolen met

overdistentie : toename dode ruimteventilatie en

hypoxemia.

3. Verminderen veneuze retour door hoge

intrathoracale druk : verminderen CO (zeker bij

hypovolemie!). Opm: kan nuttig zijn in hartfalen!

4. Verhoogd ICP

PEEP: Neveneffecten

Ideale PEEP ?

FIO2 30 40 50 60 70 80 90 100

PEEP 5 5-8 8-10 10 10-14 14 14-18 18-24

Per patient te bekijken!

FiO2

• FiO2

• I:E ratio

• PEEP

• ↓O2 verbruik bv koorts aanpakken, sederen

en curariseren,…

• Andere: buikventilatie, NO, HFOV, inversed

ratio ventilatie, ECMO, negatieve

vochtbalans,.…

Streefdoel bij ARDS: sat 88-92%

Verbeteren oxygenatie (SpO2, PaO2)

Optimaliseren ventilatie (PaCO2)

VCO2 x 0.863

PaCO2 = ---------------------

VA

VCO₂: CO2-produktie (ml/min STPD)VA: VE-VD (l/min BTPS)

VE: totale minuutvolume ventilatie

VD: dode ruimte ventilatie

0.863: conversie naar mmHg

PACO₂ = PaCO₂

Hoge TV veroorzaken inflammatoire repons in de

long (VILI) die verder aanzet tot systemische

inflammatie, leidend tot MOF

Kleinere TV (≤ 6 ml/kg) met Pplat beperkt (≤ 30

cmH2O):

Lagere mortaliteit

Verkorten duur MV

Vermindert ander orgaan falen

NEJM 2000

VCO₂: CO2-produktie (ml/min STPD)VA: VE-VD (l/min BTPS)

VE: totale minuutvolume ventilatie

VD: dode ruimte ventilatie

0.863: conversie naar mmHg

PACO₂ = PaCO₂

Gevaar van lage TV?

VCO2 x 0.863

PaCO2 = ---------------------

VA

Permissieve hypercapnie

Frequentie hoger

Bloedgaswaarden na instellen

ventilator:

pH 7.27

pO2 60.4 mmHg

pCO2 54.1 mmHg

Sat 89.3 %

ARDS ventilatie = long protectief:

nl ARDS

FIO2 (%) 30 ≤ 60% (tot 100%)

TV (ml/kg) 8-10 (4?) 6

F (/min) 12-15 20-30

PEEP 5 5-24

i/e 1/2 1/1

Flow 40 60

ARDS streefwaarden:

P plat ≤ 30 cmH2O

pO2 55-80 mmHg, SaO2 88-92%

pCO2: permissieve hypercapnie:

tot pH 7.2 (of zelfs 7.15)

Casus 2: ♀ 40 j

VG: infectieuze bronchitis

HP: SPG: sinds 2 d dyspnee

R/ Proflox, Symbicort, Ventolin

KO: BD 140/80, pols 130/min

T 37.0, G=67kg

AHF 24-30/min

uitgesproken bilaterale wheezing

labo

BGW 5 l O2

R/ bronchodilatatie

AB

CS

Evolutie:

AHF daalt 16/min

hulpademhalingsspieren +++

BGW:

Gecontroleerd of spontaan?

Volume- of drukgestuurd?

?? ??

? ?i:e = ?

Volume gecontroleerd

? ??

? ?i:e = ?

Volume gecontroleerd

Status asthmaticus

Bronchusobstructie

↑ademarbeid

Airtrapping/Hyperinflatie

autoPEEP

Auto-PEEP

Nadelen hyperinflatie/autoPEEP

↑ dyspnee gevoel

↑ dode ruimte ventilatie

↑ ademarbeid

Risico barotrauma

Risico hemodynamische instabiliteit

Hoe auto-PEEP meten?

Expiratory hold

Preventie/aanpak auto-PEEP

Verminder TV (6-8 ml/kg)

? ?

? ?i:e = ?

Verminder TV (6 (-8?) ml/kg)

Preventie/aanpak auto-PEEP

Verminder TV (6-8 ml/kg)

Verleng de tijd voor expiratie:

Verminder de frequentie (10-15/min)

Preventie/aanpak auto-PEEP

?

? ?i:e = ?

Verminder TV (6-8 ml/kg)

Verleng de tijd voor expiratie:

Verminder de frequentie (10-15/min)

Preventie/aanpak auto-PEEP

Verminder TV (6-8 ml/kg)

Verleng de tijd voor expiratie:

Verminder de frequentie (10-15/min)

Verhoog inspiratoire flowsnelheid (60-80l/min)

Preventie/aanpak auto-PEEP

?

?i:e = ?

Verminder TV (6-8 ml/kg)

Verleng de tijd voor expiratie:

Verminder de frequentie (10-15/min)

Verhoog inspiratoire flowsnelheid (60-80l/min)

Preventie/aanpak auto-PEEP

Verminder TV (6-8 ml/kg)

Verleng de tijd voor expiratie:

Veminder de frequentie (10-15/min)

Verhoog inspiratoire flowsnelheid (60-80l/min)

Verkort i/e ratio (1/3-1/5)

Preventie/aanpak auto-PEEP

?i:e =1:5,3

Preventie/aanpak auto-PEEP

Verminder TV (6-8 ml/kg)

Verleng de tijd voor expiratie:

Veminder de frequentie (10-15/min)

Verhoog inspiratoire flowsnelheid (60-80l/min)

Verkort i/e ratio (1/3-1/5)

?

Behandel ook onderliggende oorzaak!

BGW onder ventilatie:

Status asthmaticus ventilatie:

nl asthma

FIO2 (%) 30 ≤ 60%

TV (ml/kg) 8 -10 6 - 8

F (/min) 12-15 10 -12

PEEP 5 0

i/e 1/2 1/3-1/5

Flow 40 60-80

Streefwaarden status asthmaticus:

Adequate oxygenatie:Sat 88-92%

Adequate ventilatie met minimaliseren

hyperinflatie:

meet en denk aan autoPEEP

P plat ≤ 30 cmH2O

pCO2: permissieve hypercapnie: tot pH 7,2

Cave: barotrauma!

Weaning

Weaning

• Gunstige evolutie van het ziekteproces

• Hemodynamisch stabiel

• Hoestreflex en voert bevelen uit

• Spontane ademhaling (CPAP-ASB)

• Ventilatoire settings: FiO27,25

Spontaneous breathing trial

(SBT)

• CPAP-ASB met minimale instellingen

• Andere

Kunstneus

T-piece

Spontaneous breathing trial

(SBT)

• CPAP-ASB met minimale instellingen

• Kunstneus

• Cascade

• Gefaalde SBT zo:

• Tachypnee, tachycard

• Hypotens/hypertens

• Aritmieen

• Dalende pH met oplopend PCO2

• Desaturatie

• Initiele settings en type beademing rekening houdend met pathologie en

onderliggende longaandoening en metabole noden (en dit kan dus veranderen

in de tijd)

• Controleer snel het effect op de BGW en kliniek

• Controleer alarmen

• Controleer “safety parameters” (Pplat, auto-peep, FiO2)

• Denk aan auto-PEEP bij hemodynamische achteruitgang

• Beademing is vorm van therapie en dus niet onschuldig

• O2 is een medicament

• “titreer” je beademing

Take home messages

Oxygenatie CO2

FIO2

PEEP

i/e ratio

O2-vebruik

TV

F

Dode ruimte

CO2 productie

Management of the patient on mechanical ventilation is both an art and a science requiring the use

of sound judgment

J.M. Cairo