Petr Waldauf

 R – Resistance … cca 5-8 mbar/l/s  = cca 0,1 mbar/l/s  C – compliance … cca ml/mbar  = cca 1 ml/mbar/kg 1 mbar = 1 cm H 2 O = 0.1 kPa

Paw Pplat PEEPtot Volum rs= Crs= ΔVΔV ΔVΔV ΔPaw ΔVΔV ΔVΔV

Paw Pplat Ppeak Flow rs= Rrs= V’V’ V’V’ ΔPΔP ΔPΔP V’V’ V’V’ ΔPΔP ΔPΔP

Obstruktivní a restriktivní porucha ↑ R ↓C

 Porucha ventilace, plicní zkrat např.: pneumonie

 Porucha perfuze, mrtvý prostor např.: plicní embolie MV = Vt*RR – Vd*RR

V p overdistenze atelectázy Pressure - Volume (PV) curve dolní a horní inflexní bod dolní a horní inflexní bod

V p hysteréza

Paw Volume PV křivka norma ARDS emfyzém

PV křivka

‘Pressure-Time’ index (Stress Index)  možno využít k nastavení PEEP  stress index >1  = over-distenze => snížit PEEP  stress index, <1  = atelektázy => zvýšit PEEP

Lung zones: až HU over-aerated lung -900 až -501 HU: normally aerated between -500 and -101 HU: poorly aerated between -100 and +100 HU: nonaerated

Compliance Ccw == 1 1 Cl 1 1 Crs

Oesophageal balloon catheter (OBC), Internation medical, Netherlands

„Normální“ hodnoty  Crs = 66,4 ± 14,4 ml/mbar  Cl = 106,6 ± 31,7 ml/mbar  Cw = 190,7 ± 45 ml/mbar Pacienti se zdravou plící, normálního habitu, po laparotomii, v supinaci, relaxovaní P Pelosi, M Croci, I Ravagnan, P Vicardi and L Gattinoni Total respiratory system, lung, and chest wall mechanics in sedated- paralyzed postoperative morbidly in sedated- paralyzed postoperative morbidly obese patients Chest 1996;109; obese patients Chest 1996;109;

Transpulmonální tlaky P tp = P alv - P ip P tp = P alv - P es

Časová konstanta τ=R.C % Vmax Te

Te/RC (doba expiria/časová konstanta)  > 3 … vznik PEEPi a dynamické plicní hyperfinflace je málo pravděpodobný  <2 … vysoká pravděpodobnost vzniku PEEPi a DPH

Respirační drive : P0.1 P0.1 P0.1 Paw ms čas čas weaning

P0.1  -1 to -2 cmH2O, norma  -4 to -5 cmH2O, zvýšené úsilí  < -6 cmH2O, vysoké úsilí, excesivní centrální drive  <-4 = vysoké riziko selhání weaningu weaning

Síla respiračních svalů  Maximal inspiratory pressure (MIP)  cíl: ≤ - 30 mbar Paw Time -20 mbar -40 mbar 25 s weaning

Rapid Shallow Breathing Index  RSBI= Fr/Vt (v litrech)  hodnota <105 dechů/min/L predikuje úspěch weaningu  např.: 32 dechů/min s Vt 3 l  The predictive accuracy of weaning parameters is not consistent clinically because large studies have yielded conflicting results. The main reason could be that patient populations, methods of ‘weaning’ and definition of success and failure were different among these studies weaning

Dependentní partie plic

=> ↓ pO 2 and ↓ SaO 2

paO2 [torr] FiO2 [%]

Plicní zkraty

paO2 [torr] FiO2 [%] shunt 5%

paO2 [torr] FiO2 [%] shunt 30% Hypoxaemia due to true intrapulmonary shunt is refractory to high FiO 2 !!!!

↑ MV → ↓ p CO2 & minimal changes of pO2!

Dynamic pulmonary hyperinflation FRC

Dynamická plicní hyperinflace flow time CMV režim platí pouze pro pasivní expirium rychlý kompartment pomalý kompartment

Měření PEEPi  end-expirační okluzní manévr + měření Paw,o u relaxovaného pacienta: PEEPi = PEEPtot - PEEPe Flow Paw PEEPePEEPi CMV režim

Lung stress and strain  Lung stress = transpulmonální tlak (lepší parametr než Pplat)  Lung strain = ΔV/FRC (lepší parametr než Vt)  Lung Stress and Strain during Mechanical Ventilation for Acute Respiratory Distress Syndrome, Davide Chiumello, Eleonora Carlesso, Paolo Cadringher, Pietro Caironi, Franco Valenza, Federico Polli, Federica Tallarini, Paola Cozzi, Massimo Cressoni, Angelo Colombo, John J. Marini, and Luciano Gattinoni, Am. J. Respir. Crit. Care Med. 178: First published online as doi: /rccm OC  Lung Stress and Strain during Mechanical Ventilation: Any Safe Threshold?, Alessandro Protti, Massimo Cressoni, Alessandro Santini, Thomas Langer, Cristina Mietto, Daniela Febres, Monica Chierichetti, Silvia Coppola, Grazia Conte, Stefano Gatti, Orazio Leopardi, Serge Masson, Luciano Lombardi, Marco Lazzerini, Erica Rampoldi, Paolo Cadringher, and Luciano Gattinoni, Am. J. Respir. Crit. Care Med. 183: First published online as doi: /rccm OC

Lung stress and strain  Specifická plicní elastance = transpulmonární tlak při kterém se aplikuje Vt na úrovni FRC  U člověka je 13,5 cm H20 a je u všech stejná (chirurg. a interní pacienti bez plicní léze, ARDS, ALI)  dosažení celkové plicní kapacity s transpulm. tlaky cm H2O

Lung stress and strain  Lung stress = Espec * Lung strain  Ptp = Espec* ΔV/FRC  Ptp = 13,5* ΔV/FRC

Lung stress and strain

 bezpečné tlaky:  Plat do 30 mbar  Ptranspulm do 13,5 mbar  bezpečné objemy:  Vt 6 ml/kg  Vt ≤ FRC

Zajištění oxygenace  Cílové pO2 10 kPa, (tolerujeme hodnoty k 8 kPa)  2 základní principy poklesu pO2:  Nitroplicní zkrat (atelektázy)  Tzv. zkratový efekt (hypoventilované oblasti bez zkratu)

Zajištění oxygenace  Navýšení FiO2 (inspirační frakce O2)  Funguje pouze u hypoventilovaných oblastí, nikoli u zkratů  Cíl: udržet FiO2 pod 60% (toxicita O2.. ??)

Zajištění oxygenace  Otevření atelektatických oblastí plic (recruitment)  PEEP  Toileta dýchacích cest  odsávání obturujícího sputa  Bronchokopie  Vypuštění fluidothoraxu …  Snížení nitrobřišního tlaku

Zajištění oxygenace FiO2 [%] PEEP [mbar] Příklad nastavení PEEP dle potřebné FiO2 HessDR, Bigatello LM. The chest wall in acute lung injury/acute, respiratory distress syndrome. Curr Opin Crit Care 2008;14:94

PEEP  3 velké studie (ALVEOLI, LOV, ExPress) porovnávaly nízký a vysoký PEEP u pacientů s ARDS/ALI  nezjistily rozdíl v outcomu  u pacientů s těžkým ARDS mohou profitovat z vyššího PEEP – snížení nemocniční mortality a snížení četnosti rescue postupů

Starlingův rezistor: PEEP x ICP P P waterfall principle Podobně i u Westových zon plic a u airtrappingu u CHOPN

Spontánní vs. řízená ventilace  spont. ventilace lépe distribujuje ventilaci do dependetních oblastí plic  snižuje nitrohrudní tlak (menší hemodynamický efekt)  tlaková podpora, BiPAP

Recruitment manevry  stále chybí konsenzus  chybí průkaz vlivu na outcome  nepoužívat jako stand. postup  může podstatně v krátké době zlepšit oxygenaci u pacientů s těžkým ARDS v časné fázi

Polohování  může zlepšit oxygenaci změnami dependentních oblastí  pronační poloha  bez vlivu na outcome  nepoužívat rutinně !!  může zlepšit oxygenaci/outcome u těžkých ARDS (HI < 100 torr)

Zajištění eliminace CO2 Minutová ventilace  MV = Vt*RR – Vtd*RR  MV u zdravého je cca 100 ml/kg/min (7l/min)  Cíl:  normální pH s limitem 7,25 (permisivní hyperkapnie)  Mechanická bezpečnost UPV (Pplat < 30 mbar)

Zajištění eliminace CO2 Dechový objem (Vt)  Vt – u pacienta s ARDS 6-8 ml/kg (500 ml)  Dolní hranice Vt 4 ml/kg (300 ml)  Horní hranice ml/kg (900 ml)  Čím nižší je poddajnost (C), tím nižší je potřeba Vt (limitací je Pplat 30 mbar!!)

Zajištění eliminace CO2 Dechová frekvence (RR)  Iniciálně se nastavuje cca na 15/min  Horní limit je cca 30-35/min  Dolní limit je dán pH 7,25  U pacientů s ARDS (nízká C) se používá vyšší RR z důvodů nízkého Vt  U pacientů s COPN (vysoká R) se používá nízká RR a vysoký (Vt) pro riziko air-trappingu

Nastavení poměru inspiria a expiria I:E  Normální poměr je 1:1,5 až 1:2 (1:1,7)  U pacientů s CHOPN je pro air-trapping nutné použít dlouhé expirium, např. 1:3 i více  U ARDS možno použít i inverzní poměr (krátká časová konstanta)

Příklady nastavení ventilátorů Vt500 ml RR15/s I:E1:1,7 FiO230% PEEP5 mbar Zdravý pacient s C 70 ml/kg a R 8 mbar/l/min:

Příklady nastavení ventilátoru Pacient s ARDS s C 20 ml/kg a R 8 mbar/l/min: Vt350ml↓ RR28/s↑ I:E1:1,4↔↓ FiO280%↑ PEEP15 mbar↑

Příklady nastavení ventilátoru Pacient s CHOPN s C 90 ml/kg a R 25 mbar/l/min: Vt800 ml↑ RR8/s↓ I:E1:4↑ FiO240% PEEP0 mbar↓

Neinvazivní ventilace

dobrá spolupráce pacienta, GCS > 8 hemodynamická stabilita pacient musí být schopen si udržet volné dýchací cesty musí být schopen alespoň trigrovat bez poranění obličeje …

Neinvazivní ventilace kardiogenní plicní edém CHOPN imunokompromitovaný pacient

ARDS History of the ARDS Network: In order to hasten the development of effective therapy for (ARDS), the National Heart, Lung, and Blood Institute, National Institutes of Health, initiated a clinical network to carry out multi-center clinical trials of ARDS treatments. The ARDS Network was established as a contract program in 1994 following a national competition. Goal of the ARDS Network: The goal of the Network is to efficiently test promising agents, devices, or management strategies to improve the care of patients with ARDS.

Hypoxemický index normální hodnota = 100 torr / 0,2 = 500 torr HI = paO2 FiO2

ARDS Doba rozvoje Oxygenace RTG s+p PAWP Doba rozvoje Oxygenace RTG s+p PAWP (PaO2/FiO2) (PaO2/FiO2) ALI akutní < 300 mm Hg bilat. < 18 mm Hg ALI akutní < 300 mm Hg bilat. < 18 mm Hg (hodiny) infiltr. (hodiny) infiltr. ARDS akutní < 200 mm Hg bilat. < 18 mm Hg (hodiny) infiltr. (hodiny) infiltr. Consensus Committee (1994): The American-European Consensus Conference on ARDS,Am J Resp Crit Care Med 1994; 149:

ARDS  primární (plicní)  sekundární (mimoplicní)  akutní - edém  subakutní – zánětlivá infiltrace  chronické - fibrotizace

ARDS Net  1997: ketokonazol x placebo – bez efektu  1992: nízké Vt 6 x 12 ml/kg – 6 ml/kg zlepšuje přežití  PLATEAU PRESSURE GOAL: ≤ 30 cm H2O  2003: Late Steroid Rescue Study: nevyšlo  více ventilator-free days, ale více komplikací  1999: Lysofylline (protizánětlivý efekt) – nevyšlo  2002: ALVEOLI STUDY – nevyšlo  Vyšší PEEP a nižší FiO2 x nižší PEEP a vyšší FiO2  obě skupiny s nízkým Vt

ARDS Net  2008: ALTA – Albuterol u ALI: nevyšlo  inhalačně x placebo - redukce edému?  2006: EDEN-OMEGA STUDY: nevyšlo  omega-3 FA + antioxydanty v enterální výživě  v běhu: SAILS – statins for ALI froms sepsis  protizánětlivý efekt?

ARDS - HFOV  Vt na úrovni Vd ( ml)  RR cca 5 Hz = 300/min  CDP = MAP na konv. ventilaci, Δp  zlepšuje oxygenaci zvlášť u těžkých forem ARDS  rescue postup

ARDS - HFOV BMJ metanalýza 2010:  lepší oxigenace (HI): ve dnech 1-3  lepší outcome : (mortalita v nemocnici či 30 dní) 40,7 % u HFOV a 49,4% u KV, RR 0,77 (0,61-0,98)  menší treatment failure: 17,8% u HFOV a 25,8% u KV, RR 0,67(0,49 -0,99)

ARDS - APRV  Airway Pressure Release Ventilation  pozit. efekt na recruitment, oxygenaci, organovou perfuzi …  bezpečná varienta ke konvenčním modům ventilace

ARDS – pronační poloha  efektivní alternativa pro léčbu těžkého oxygenačního selhání  metaanalýzy: snížení mortality u HI < 100 torr  rescue terapie

ARDS - surfaktant  standard v léčbě NRDS  meconiová aspirace do plic  dětské primární ARDS (virová/bakteriální pneumonie) – věková limitace 21 let  u ARDS dospělých chybí evidence !  možná bude prokázáno dalšími studiemi – primárná ARDS, časné ARDS, nové formy surfaktantu

ARDS - iNO  bez vlivu na outcome a ventilator-free days  většina RCT neprokázala ani vliv na oxygenaci  často jen krátkodobý vzestup oxygenace  event. nové studie musí být postaveny na dose-response curves x předávkování iNO  i-prostacyclin je možná účinnější

ARDS + kortokoidy  vysokodávkované ( methylprednisolon 30 mg/kg/d )a krátkodobě podávané mohou zhoršovat outcome  nízkodávkované a dlouhodobě podávané možná mohou zlepšovat oxygenaci, ventilator-free days a event. i mortalitu (?)  stále chybí evidence, výsledky studií vč. metaanalýz jsou protichůdné  jistě nemají protektivní vliv na vznik ARDS a nemají efekt v pozdní fázi ARDS  nelze doporučit rutinní podávání

ARDS + kortokoidy časné ARDS  schema podávání methylprednisolonu:  bolus 1 mg/kg během 30 min  den: 1 mg/kg/den kontin. i.v.  den: 0,5 mg/kg/den kontin. i.v.  den: 0,25 mg/kg/den kontin. i.v.  den: 0,125 mg/kg/den kontin. i.v.

CHOPN   GOLD = The Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease

Klasifikace CHOPN  postiženy jsou hlavně periferní bronchioly s průměrem < 2 mm !!

CHOPN  u spont. ventilujících titrace FiO2 na cca 90%  = prevence hypoventilace a retence CO2

Klasifikace asthma  náhlé asfiktické asthma (vzácné)  dominuje bronchospazmus  pozvolna progredující (dny)  dominuje edém sliznic a vysoká produkce sputa

CHOPN/Asthma  zvýšená rezistence dýchacích cest  vede k dynamické plicní hyperinflaci  nedochází k air-trappingu během „klidného“ expiria  seriové rezistence se sčítají => NE PEEP !!!  hlavně u asthma  kolaps/obstrukce sputem dýchacích cest během expiria  air-stop => dochází k air trappingu i během „klidného“ expiria  seriové rezistence se nesčítají, Starlingův rezistor  u prohlubované ventilace možno PEEP ale < PEEPi (80%) !!!  u řízené bez PEEP !!!  hlavně u COPD waterfall principle

CHOPN  kolaps dýchácích cest je dán hl. emfyzémem (chybějící parenchym v okolí bronchiolů)  Hyperinflace a emfyzem vede ke zvýšení mrtvého prostoru -> to přispívá k retenci CO2

CHOPN waterfall principle

CHOPN  Intrinsic PEEP is offset by external PEEP only in patients with expiratory small airway/bronchial collapse.  In other cases of pulmonary hyperinflation, such as severe acute asthma or dynamic hyperinflation primarily due to shortened expiratory times, external PEEP and intrinsic PEEP have largely additive effects, and hence you should be cautious in the use of external PEEP.

CHOPN

 neinvazivní ventilace může vést ke zlepšení outcomu, pokud je správně indikovaná  v režimu CPAP/PS nebo BiPAP

CHOPN  důležité je sledovat Pplat  udržovat pod 30 mbar !!!  Ppeak tlaků > 40 tor není třeba se bát  možné využít koncept permisivní hyperkapnie

CHOPN  In COPD, don't apply PEEPe as long as the patient is on controlled mode;  start applying PEEPe as soon as s/he is on assisted mode.  In severe asthma, PEEPe should not be applied (predominantly no EFL).

CHOPN  u spont./prohlubovaně ventilovaných pacientů je těžké měřit PEEPi (je potřeba Pes – ten měří minim. PEEPi x průměrnému u okluzního manévru)  nastavovat PEEP podle konfortu pacienta

CHOPN/Asthma

Asthma - farmakoterapie  beta 2 – mimetika  inhalačně  intravenozně  potenc. anticholinergiky  kortokosteroidy  st. asthmaticus:  methylprednisolon 125 mg i.v. a 6 hod  ketamin k intubaci  MgSO4  Aminophylline – až 2. linie  Heliox

COPD - farmakoterapie  beta 2 – mimetika  inhalačně  potenc. anticholinergiky  kortikosteroidy  methylprednisolon 40 mg i.v. (0,5 mg/kg) a 6 hod, max 2 týdny  ketamin k intubaci  Aminophylline – malý nebo žádný efekt  Heliox

Děkuji za pozornost…