O2 cascade

ОСОБЕННОСТИ ОСОБЕННОСТИ ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ

ПРИПРИ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СТРУЙНОЙ СТРУЙНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ВЕНТИЛЯЦИИ

ЛЁГКИХЛЁГКИХ

ООО «ТРИТОН ЭЛЕКТРОНИКС»ООО «ТРИТОН ЭЛЕКТРОНИКС»КЛИНИКА ЛЁГОЧНОЙ ХИРУРГИИКЛИНИКА ЛЁГОЧНОЙ ХИРУРГИИ

ЕКАТЕРИНБУРГЕКАТЕРИНБУРГ20102010

М.Б. КОНТОРОВИЧ М.Б. КОНТОРОВИЧ Б.Д. ЗИСЛИНБ.Д. ЗИСЛИН

SAMUEL JAMES MELTZER 1851-1920

SAMUEL JAMES MELTZER 1851-1920

Samuel James Meltzer, John Auer: Samuel James Meltzer, John Auer: Continuous respiration without respiratory movementsContinuous respiration without respiratory movements. .

Journal of Experimental Medicine,Journal of Experimental Medicine, New York, 1909, 11: 622- New York, 1909, 11: 622-625.625.

PP

HFJVHFJV

CMVCMV

зона ателектазированиязона ателектазирования

зона гиперинфляциизона гиперинфляции

VV

Copyright 2005, Elsevier Copyright 2005, Elsevier Inc.Inc. с изменениямис изменениями

PP

TT

HFJVHFJV

CMVCMVзона гиперинфляциизона гиперинфляции

зона ателектазированиязона ателектазирования

Copyright 2005, Elsevier Copyright 2005, Elsevier Inc.Inc.

с изменениямис изменениями

Сухой атмосферный воздухСухой атмосферный воздух: : 160160

Увлажнённый газ в трахееУвлажнённый газ в трахее: : 150150

Альвеолярный газАльвеолярный газ: : 105105

Артериальная кровьАртериальная кровь: 100: 100

Капиллярная кровьКапиллярная кровь: 45: 45

МитохондрииМитохондрии: 5: 5

Венозная кровьВенозная кровь: 45: 45

КИСЛОРОДНЫЙ КАСКАДКИСЛОРОДНЫЙ КАСКАД

1 1 этапэтапкислородного каскадакислородного каскада

транспортировка транспортировка кислорода кислорода из атмосферы через из атмосферы через бронхи бронхи в альвеолыв альвеолы

ОСОБЕННОСТИ ОСОБЕННОСТИ 11-го-го ЭТАПА ЭТАПАКИСЛОРОДНОГО КАСКАДА ПРИ ВЧС КИСЛОРОДНОГО КАСКАДА ПРИ ВЧС

ИВЛИВЛ

Формирование Формирование гипероксически-гиперкапнической смеси гипероксически-гиперкапнической смеси в объёме анатомического мёртвого в объёме анатомического мёртвого пространства (вдувание пространства (вдувание высокоэнергетической турбулентной высокоэнергетической турбулентной газовой струигазовой струи в атмосферу ламинарного в атмосферу ламинарного встречного потока выдоха, интенсивное встречного потока выдоха, интенсивное перемешивание газов)перемешивание газов), c, cодержание одержание COCO22 во вдыхаемой газовой смеси при этом не во вдыхаемой газовой смеси при этом не превышает 5-7 мм превышает 5-7 мм Hg;Hg;

CMVCMV HFJVHFJV

СКОРОСТЬ СТРУИ СКОРОСТЬ СТРУИ ВДЫХАЕМОГО ГАЗАВДЫХАЕМОГО ГАЗА

объём анатомического мёртвого объём анатомического мёртвого пространства сокращается, а при пространства сокращается, а при частоте вентиляции 100 циклов в минуту частоте вентиляции 100 циклов в минуту и более и скорости струи, превышающей и более и скорости струи, превышающей 250 м∙с250 м∙с-1-1, вообще исчезает. В связи с , вообще исчезает. В связи с этим объём дыхательного мёртвого этим объём дыхательного мёртвого пространства уменьшается настолько, пространства уменьшается настолько, что становится равным объёму что становится равным объёму альвеолярного мёртвого пространства;альвеолярного мёртвого пространства;


ИВЛИВЛ

«маятниковый воздух», «маятниковый воздух», pendelluftpendelluft, создаёт , создаёт условия для равномерного наполнения условия для равномерного наполнения лёгких на протяжении всего дыхательного лёгких на протяжении всего дыхательного цикла, в том числе и во время фазы выдоха, цикла, в том числе и во время фазы выдоха, когда часть потока выдоха «перетекает» из когда часть потока выдоха «перетекает» из отделов лёгких с малой временнόй отделов лёгких с малой временнόй константой в отделы с большой постоянной константой в отделы с большой постоянной времени;времени;

В фазу вдоха на этот поток В фазу вдоха на этот поток pendelluftpendelluft’а ’а наслаивается мощный поток вдоха, наслаивается мощный поток вдоха, дополнительно раскрывая «медленные», дополнительно раскрывая «медленные», т.е. плохо вентилируемые альвеолы;т.е. плохо вентилируемые альвеолы;


ИВЛИВЛ

Незавершённый выдох приводит к Незавершённый выдох приводит к появлению некоторого объёма появлению некоторого объёма накопленной газовой смеси и накопленной газовой смеси и возникновению постоянного возникновению постоянного положительного альвеолярного положительного альвеолярного давления (давления (autoPEEPautoPEEP), обусловливает ), обусловливает улучшение внутрилёгочного улучшение внутрилёгочного распределения газа, выравнивание распределения газа, выравнивание вентиляционно-перфузионного вентиляционно-перфузионного соотношения и снижению соотношения и снижению внутрилёгочного шунтирования крови;внутрилёгочного шунтирования крови;


ИВЛИВЛ

НАКОПЛЕННЫЙ НАКОПЛЕННЫЙ ОБЪЁМ ≈ 230 ОБЪЁМ ≈ 230 mlml

HFJVHFJVCMVCMV

ФОРМИРОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЕ НАКОПЛЕННОГО НАКОПЛЕННОГО

ОБЪЁМАОБЪЁМА

высокий объём минутной вентиляции высокий объём минутной вентиляции многократно усиливает многократно усиливает коллатеральную вентиляцию, коллатеральную вентиляцию, дополнительно аэрируя участки лёгких дополнительно аэрируя участки лёгких с высокой постоянной времени;с высокой постоянной времени;

Все эти эффекты ведут к увеличению Все эти эффекты ведут к увеличению альвеолярной вентиляции и альвеолярной вентиляции и уменьшению дыхательного, т.е. уменьшению дыхательного, т.е. альвеолярного, «мёртвого» альвеолярного, «мёртвого» пространства.пространства.


ИВЛИВЛ

ПараметрыПараметрыИВЛИВЛ ВЧС ИВЛВЧС ИВЛ

ff = 20 = 20n=18n=18

ff = 100 = 100 n=32n=32

VVТТ мл мл

374.7±94.2374.7±94.2 176,7±4,85*176,7±4,85*

VVEE л л

6.5±2.26.5±2.2 17.7±0,517.7±0,5

VVАА л л

2,64±0,92,64±0,9 3,0±0,85*3,0±0,85*

VVААDD млмл 182,5±182,5±228,8,33 119,1±6,8*119,1±6,8*

VVААDD/V/VАА 0,09±0,030,09±0,03 0,048±0,020,048±0,02

PaOPaO22 ммН ммНgg 200,4±79,0200,4±79,0378,9±100,378,9±100,

55PPETETCOCO2 2 ммммHgHg 42,5±5,242,5±5,2 41,9±5,441,9±5,4

*- достоверность различий с предыдущей частотой; Р=0,000 (Критерий Стьюдента)*- достоверность различий с предыдущей частотой; Р=0,000 (Критерий Стьюдента)

ПАРАМЕТРЫ ПАРАМЕТРЫ РЕСПИРАТОРНОЙ МЕХАНИКИРЕСПИРАТОРНОЙ МЕХАНИКИ

и ГАЗООБМЕНА и ГАЗООБМЕНА ПРИ ИВЛ и ВЧС ИВЛПРИ ИВЛ и ВЧС ИВЛ

ПАРАМЕТРЫ РЕСПИРАТОРНОЙ МЕХАНИКИПАРАМЕТРЫ РЕСПИРАТОРНОЙ МЕХАНИКИ и ГАЗООБМЕНА и ГАЗООБМЕНА

ПРИ ИВЛ и ВЧС ИВЛПРИ ИВЛ и ВЧС ИВЛ

ПАРАМЕТРЫ РЕСПИРАТОРНОЙ МЕХАНИКИПАРАМЕТРЫ РЕСПИРАТОРНОЙ МЕХАНИКИ и ГАЗООБМЕНА и ГАЗООБМЕНА

ПРИ ИВЛ и ВЧС ИВЛПРИ ИВЛ и ВЧС ИВЛ

FiOFiO22 = 0, = 0,55

ИВЛ (ИВЛ (n=400)n=400)ВЧС ИВЛВЧС ИВЛ (n=400) (n=400)

ЧАСТОТА РАЗВИТИЯ ЧАСТОТА РАЗВИТИЯ «ДИСКОВИДНЫХ» АТЕЛЕКТАЗОВ «ДИСКОВИДНЫХ» АТЕЛЕКТАЗОВ

15,5%15,5%4,54,5%%

все эти эффекты достигаются при ВЧС все эти эффекты достигаются при ВЧС ИВЛ при значительно мéньших, нежели ИВЛ при значительно мéньших, нежели при традиционной ИВЛ, величинах при традиционной ИВЛ, величинах пикового, среднего и трансмурального пикового, среднего и трансмурального давлений в лёгких.давлений в лёгких.


ИВЛИВЛ


диффузия кислорода из диффузия кислорода из альвеол альвеол в кровь лёгочных капилляровв кровь лёгочных капилляров

autoPEEPautoPEEP (при отсутствии (при отсутствии сопутствующей обструктивной сопутствующей обструктивной патологии лёгких, как правило, не патологии лёгких, как правило, не выше 3-5 см вод.ст.), препятствует выше 3-5 см вод.ст.), препятствует спадению альвеол в конце фазы выдоха спадению альвеол в конце фазы выдоха и поддерживает альвеолы в и поддерживает альвеолы в «открытом» состоянии на протяжении «открытом» состоянии на протяжении всего дыхательного цикла, в отличие от всего дыхательного цикла, в отличие от конвективной ИВЛконвективной ИВЛ

ОСОБЕННОСТИ 2-гоОСОБЕННОСТИ 2-го ЭТАПА ЭТАПАКИСЛОРОДНОГО КАСКАДА ПРИ ВЧС КИСЛОРОДНОГО КАСКАДА ПРИ ВЧС

ИВЛИВЛ

HFJVHFJVCMVCMV

ФОРМИРОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЕ «ПОСТОЯННОГО «ПОСТОЯННОГО

ВДОХА»ВДОХА»

постоянное заполнение воздухом постоянное заполнение воздухом альвеол приводит к увеличению альвеол приводит к увеличению диффузионной поверхности, а малые диффузионной поверхности, а малые величины интраплеврального давления величины интраплеврального давления уменьшают содержание внесосудистой уменьшают содержание внесосудистой жидкости в лёгких, уменьшая тем жидкости в лёгких, уменьшая тем самым толщину альвеоло-капиллярной самым толщину альвеоло-капиллярной мембранымембраны


ИВЛИВЛ

ФЕНОМЕН ПОВЫШЕНИЯ ОКСИГЕНАЦИИ ФЕНОМЕН ПОВЫШЕНИЯ ОКСИГЕНАЦИИ АРТЕРИАЛЬНОЙ КРОВИ ПРИ ВЧС ИВЛАРТЕРИАЛЬНОЙ КРОВИ ПРИ ВЧС ИВЛ

Таким образом, газообмен между Таким образом, газообмен между альвеолами и лёгочными капиллярами альвеолами и лёгочными капиллярами протекает постоянно, и не протекает постоянно, и не прекращается даже в фазу выдоха, в прекращается даже в фазу выдоха, в отличие от традиционной ИВЛ.отличие от традиционной ИВЛ.


ИВЛИВЛ

ФЕНОМЕН ПОВЫШЕНИЯ ОКСИГЕНАЦИИ ФЕНОМЕН ПОВЫШЕНИЯ ОКСИГЕНАЦИИ АРТЕРИАЛЬНОЙ КРОВИ ПРИ ВЧС ИВЛАРТЕРИАЛЬНОЙ КРОВИ ПРИ ВЧС ИВЛ


транспортировка транспортировка кислорода кислорода отот лёгочных лёгочных капилляров капилляров через через лёгочные лёгочные вены вены и и камеры камеры сердца сердца в артериальную в артериальную системусистему

малые величины давления в малые величины давления в дыхательных путях, постоянно дыхательных путях, постоянно наполненные газом альвеолы, наполненные газом альвеолы, устранение жидкостных «муфт» устранение жидкостных «муфт» способствуют улучшению лёгочной способствуют улучшению лёгочной микро- и макроциркуляции, снижают микро- и макроциркуляции, снижают величину артерио-венозного шунта в величину артерио-венозного шунта в лёгких более чем вдвое по сравнению с лёгких более чем вдвое по сравнению с традиционной ИВЛ, повышая доставку традиционной ИВЛ, повышая доставку оксигенированной крови из лёгких к оксигенированной крови из лёгких к сердцу. сердцу.


ИВЛИВЛ

малые величины давления в малые величины давления в дыхательных путях при ВЧС ИВЛ не дыхательных путях при ВЧС ИВЛ не ограничивают венозный возврат крови ограничивают венозный возврат крови и не только не оказывают и не только не оказывают депрессивного влияния на сердечный депрессивного влияния на сердечный выброс, но и увеличивают его, в выброс, но и увеличивают его, в противоположность традиционной противоположность традиционной искусственной вентиляции лёгких. искусственной вентиляции лёгких.


ИВЛИВЛ

ПАРАМЕТРЫ ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ СИСТЕМНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ

ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЁГКИХВЕНТИЛЯЦИИ ЛЁГКИХ

ЭФФЕКТЫ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВЧС ИВЛЭФФЕКТЫ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВЧС ИВЛ

RESPIRATORY RESPIRATORY PHYSIOLOGY PHYSIOLOGY

Rodney A. Rhoades, Ph.D.Rodney A. Rhoades, Ph.D.George A. Tanner, Ph.D.George A. Tanner, Ph.D.

20062006

44 этапэтапкислородного каскадакислородного каскада

передача кислорода передача кислорода из крови из крови тканевых капилляров тканевых капилляров митохондриям клетокмитохондриям клеток

Способ вентиляцииСпособ вентиляцииР (критерий Р (критерий Стьюдента)Стьюдента)

ИВЛ (1)ИВЛ (1)ВЧС ИВЛ ВЧС ИВЛ

(2)(2)СРАР (3)СРАР (3) РР1-21-2 РР1-31-3 РР2-32-3

НАПОЛНЕНИЕ, %НАПОЛНЕНИЕ, %M±SDM±SD 1,651,65±±1,221,22 2,9252,925±±1,391,39

3,893,89±±1,41,499

0,0000,000 0,0000,000 0,0000,000

00.5

11.5

22.5

33.5

4

%

ИВЛ ВЧС ИВЛ СРАР

Наполнение периферическихсосудов

%

НАПОЛНЕНИЕ НАПОЛНЕНИЕ ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ СОСУДОВПЕРИФЕРИЧЕСКИХ СОСУДОВ

СпособСпособвентиляцивентиляци

ии

Лактат Лактат ммоль/лммоль/л

(норма 0,5-(норма 0,5-1,6)1,6)

Коэффициенты корреляции Коэффициенты корреляции концентрации лактатаконцентрации лактата

СОСО ОПССОПСС VOVO22 КЭОКЭО22 PvOPvO22

ИВЛИВЛ 1.1±01.1±0..25250,4 0,4

Р=0,1Р=0,10,73 0,73

Р=0,002Р=0,002-0,3 -0,3

Р=0,1Р=0,1-0,87 -0,87

Р=0,000Р=0,0000,10,1

Р=0,7Р=0,7

ВЧС ИВЛВЧС ИВЛ0,920,92±±0,250,25

Р=0,02Р=0,020,40,4

Р=0.07Р=0.070,84 0,84

Р=0,000Р=0,000-0,7 -0,7

Р=0,002Р=0,002-0,93 -0,93

Р=0,000Р=0,000-0,1-0,1

Р=0,7Р=0,7

Содержание лактата и его Содержание лактата и его корреляционные связи корреляционные связи

с параметрами с параметрами транспорта кислородатранспорта кислорода (n=16) (n=16)..

-1-0.8-0.6-0.4-0.2

00.20.40.60.8

1

СО ОПСС VO2 КЭО2 PvO2

ИВЛ ВЧС ИВЛ

CO ОПСС VO2 КЭО2 PvO2

R

Содержание лактата и его Содержание лактата и его корреляционные связи корреляционные связи

с параметрами с параметрами транспорта кислорода.транспорта кислорода.

СПОСОБСПОСОБВЕНТИЛЯЦИИВЕНТИЛЯЦИИ

Параметры (Параметры (MM±±SDSD; ; nn=24)=24)

PaOPaO22

мм мм HgHg

PvOPvO22

мм мм HgHg

aa--v v POPO22

мм мм HgHg

DODO22

мл/мл/минмин

VOVO22

мл/мл/минмин

КЭОКЭО22

%%

QQSS//QQTT

% % МОСМОС

PP5050

мм мм HgHg

ИВЛИВЛ80.980.9

±1±100..8835.535.5±2.4±2.4

45.45.3±10,3±10,

00

3326,226,2±41,3±41,3

89,389,3±16,7±16,7

55

27,5527,55±4,6±4,6

12.512.5±5.1±5.1

25.025.0±5.7±5.7

ВЧС ИВЛВЧС ИВЛ9977..33

±13.±13.6636.936.9±3.1±3.1

60,460,4±13.7±13.7

455,0455,0±166,±166,

44

112626,8,8±±75.075.0

26,0526,05±4,8±4,8

5.15.1±2.6±2.6

26.126.1±1.2±1.2

Р*Р* 0,0000,000 0,0000,000 0,0000,000 0,0000,000 0,0000,000 0,0080,008 0,0140,014

ТРАНСПОРТ КИСЛОРОДА ТРАНСПОРТ КИСЛОРОДА и ТКАНЕВОЙ и ТКАНЕВОЙ

ГАЗООБМЕН ПРИ ИВЛ и ГАЗООБМЕН ПРИ ИВЛ и ВЧС ИВЛ ВЧС ИВЛ

ТРАНСПОРТ КИСЛОРОДА ТРАНСПОРТ КИСЛОРОДА и ТКАНЕВОЙ и ТКАНЕВОЙ

ГАЗООБМЕН ПРИ ИВЛ и ГАЗООБМЕН ПРИ ИВЛ и ВЧС ИВЛ ВЧС ИВЛ

периферическая гемодинамика и периферическая гемодинамика и микроциркуляция при ВЧС ИВЛ микроциркуляция при ВЧС ИВЛ функционируют в «режиме повышенной функционируют в «режиме повышенной комфортности», сопровождающемся комфортности», сопровождающемся уменьшенным общим периферическим уменьшенным общим периферическим сосудистым сопротивлением, сосудистым сопротивлением, раскрытием дополнительных, раскрытием дополнительных, «резервных» капилляров в тканях, «резервных» капилляров в тканях, повышенной на 60% доставкой повышенной на 60% доставкой кислорода и, как следствие, кислорода и, как следствие, повышенным почти в полтора раза повышенным почти в полтора раза потреблением его по сравнению с потреблением его по сравнению с традиционной ИВЛ.традиционной ИВЛ.


ИВЛИВЛ

HEMODYNAMIC SUPPORTHEMODYNAMIC SUPPORT

Max O2

extraction

Critical DO2

VOVO22 = DO = DO22 × O × O22ERER

DODO22

VOVO22

NormalNormal

Max O2

extraction

Critical DO2

Abnormal Flow DependencyAbnormal Flow Dependency

DODO22

VOVO22

Septic Shock/ARDSSeptic Shock/ARDS

Важно подчеркнуть, что столь высокая Важно подчеркнуть, что столь высокая эффективность кислородного эффективность кислородного транспорта достигается при транспорта достигается при безопасных величинах безопасных величинах FIOFIO2 (0,5-0,62), 2 (0,5-0,62), в отличие от конвективной в отличие от конвективной вентиляции, где даже 100%-е вентиляции, где даже 100%-е содержание кислорода во вдыхаемой содержание кислорода во вдыхаемой смеси не всегда гарантирует смеси не всегда гарантирует адекватную доставку кислорода к адекватную доставку кислорода к тканямтканям


ИВЛИВЛ

ВЧС ВЧС ИВЛИВЛ

ИВЛИВЛСПАСИБО

СПАСИБО

ЗА ЗА

ВНИМАНИ

ВНИМАНИ

ЕЕ

O2 cascade

Health & Medicine

Transcript of O2 cascade