Искусственная поддержка организма

Министерство образования Российской Федерации

Пензенский Государственный Университет

Медицинский Институт

Кафедра Реанимации и интенсивной терапии

Зав. кафедрой д.м.н., _______________

Реферат

на тему:

Искусственная поддержка организма

Выполнила: студентка V курса ________

Проверил: к.м.н., доцент _____________

Пенза

2008

План

Методы перехода на самостоятельное дыхание
Осложнения искусственной вентиляции легких
Искусственное кровообращение

Литература

1. Методы перехода на самостоятельное дыхание

Перевод на самостоятельное дыхание после длительной механической вентиляции может быть сложной и неприятной задачей для больного и лечащего персонала. Причем в данном контексте под переводом на самостоятельное дыхание понимается процесс постепенного уменьшения уровня респираторной поддержки с помощью режимов вспомогательной вентиляции. Процесс отлучения может быть относительно прост (выход из анестезии, передозировка опиоидов, приступ бронхиальной астмы) или крайне сложен (больные с РДСВ).

Перевод на самостоятельное дыхание может занимать до 40 % общего времени нахождения больных на ИВЛ, поэтому роль правильной тактики проведения этого этапа не вызывает сомнений. Важнейшая цель респираторной терапии - как можно более раннее прекращение респираторной поддержки. Замедленный перевод на самостоятельное дыхание подвергает больного неоправданному риску развития назокомиальной инфекции и баротравмы, травмы дыхательных путей, требует использования седативных препаратов, увеличивает стоимость лечения. В то же время преждевременное прекращение ИВЛ имеет еще более серьезные последствия: устранение защиты дыхательных путей от аспирации, гипоксемия, нарушение центральной гемодинамики, перегрузка и утомление дыхательной мускулатуры, прогрессирование дыхательной недостаточности.

Процесс отлучения является психологическим стрессом для больных. Многие из тех, кто подвергается этому испытанию, имеют ограниченный респираторный резерв. Поэтому один из важных принципов при любой стратегии отлучения – никогда не доводить больного до переутомления.

Перед началом процесса отлучения от респиратора должно быть оценено общее состояние больного. Любые выявленные отклонения гомеостатических показателей по возможности должны быть сведены до приемлемых значений. Факторы, которые следует оценивать в этой ситуации, представлены в табл. 1.

Таблица 1

Факторы, затрудняющие перевод на самостоятельное дыхание

Нарушение кислотно-основного равновесия (особенно метаболический алкалоз)

Анемия

Аритмии

Недостаток питания

Лихорадка

Водный баланс

Гипергликемия

Инфекция

Потеря белков

Гемодинамическая нестабильность

Почечная недостаточность

Сепсис

Шок

Кома

Причина, вызвавшая начало ИВЛ, должна быть устранена или, по крайней мере, разрешаться. Обычно процесс перевода на самостоятельное дыхание инициируется при выполнении следующих критериев (как минимум):

- стабилизации по основному заболеванию,

- РО_>2>/ FiO_>2>> 200,

- ПДКВ < 10 см Н_>2>О,

- надежный нейрореспираторный драйв,

- стабильные показатели гемодинамики при минимальных дозах инотропов и вазопрессоров.

Если в процессе перевода развивается усталость дыхательной мускулатуры, необходимо оценить значимость всех факторов, которые могут привести к этому состоянию. Увеличение нагрузки нередко связано с повышением сопротивления дыхательных путей, снижением растяжимости легких, а также в связи с большой тратой энергии при десинхронизации дыхания больного с аппаратом ИВЛ. Функция дыхательных мышц может быть также снижена вследствие болезни, бездействия, использования релаксантов и глюкокортикоидов, недостаточного питания, гипоксии и нарушения электролитного баланса.

Усталость дыхательной мускулатуры клинически проявляется тахипноэ, парадоксальным дыханием и, наконец, увеличением СО_>2>. Поскольку максимальное инспираторное давление (МИП) является хорошим индикатором функциональных возможностей дыхательной мускулатуры, снижение МИП может указывать на утомление дыхательных мышц. Чтобы его избежать, мышцам необходимо доставить соответствующее количество О_>2> и питательных инградиентов. Это требует как адекватной тканевой перфузии (сердечный выброс), так и содержания достаточного О_>2> (SaO_>2>) в артериальной крови. При неадекватной калорийной поддержке, слабость дыхательной мускулатуры может быть связана с катаболизмом протеина дыхательных мышц.

Если развилась усталость, дыхательной мускулатуре необходимо дать отдохнуть. Для этого может потребоваться до 24 ч и более. Отдых дыхательной мускулатуры обычно обеспечивается с помощью режимов АssistСMV или SIMV с частотой, достаточной для устранения необходимости спонтанного дыхания. Если усталость дыхательной мускулатуры развивается вследствие чрезмерной нагрузки, эта нагрузка должна быть уменьшена до очередной попытки перевода на спонтанное дыхание.

Производительность дыхательной мускулатуры можно улучшить путем тренировок как на силу, так и на выносливость. Низкий дыхательный объем стимулирует тренировку силы путем развития увеличенных сакромер. Работа, при которой сочетаются низкое напряжение и большой дыхательный объем, стимулирует развитие выносливости путем увеличения плотности митохондрий. Спонтанное дыхание в режиме SIMV способствует поддержанию мышечной силы дыхательной мускулатуры, дыхание в режиме РS -тренировке выносливости.

При оценке адекватности легочной функции обращают внимание на механические и нейромышечные возможности дыхательной системы, а также способность легких к адекватной оксигенации артериальной крови (несоответствие вентиляции и перфузии, нарушение диффузии или развитие шунта). Некоторые из параметров, которые могут помочь оценить возможность отлучения от респиратора, представлены в таблице 2.

Таблица 2

Физиологические параметры, используемые для оценки возможности отлучения от респиратора

Тесты для оценки механики дыхания и возможностей нейромышечного аппарата:
- максимальное инспираторное давление	> - 20 см Н_>2>О
- жизненная емкость легких	< 15 мл/кг
- FEV_>1>	>10 мл/кг
- минутная вентиляция	< 10 л/мин
- частота самостоятельного дыхания	< 30 в мин
- легочно-торакальный комплайнс	> 30 мл/см Н_>2>О
- максимальная произвольная вентиляция	в два раза больше, чем МОД в покое
- спонтанный V_>T>	> 5 мл/кг
Показатели газообмена:
- РаО_>2> при FiO_>2>< 0,40	> 60 mm Hg
- РаО_>2>/ FiO_>2>	> 200
- РаО_>2>/ Р_>А>O_>2>	> 0,20
- V_>D>/V_>T>	< 0,60
- Q_>S>/Q_>T>	< 0,15

Судя по представленным критериям, спонтанный дыхательный объем, по крайней мере, не менее 5 мл/кг, с частотой дыхания менее 30 раз в минуту считается приемлемым для отлучения от аппарата ИВЛ. Больные, которым требуется вентиляция более чем 10 л/мин, обеспечить такую вентиляцию без утомления дыхательных мышц не могут. Одним из критериев успеха перевода на самостоятельное дыхание является значение инспираторного индекса. Этот индекс высчитывается путем деления частоты дыхания на дыхательный объем в литрах. Быстрое повышение значения индекса >100 после перевода на самостоятельное дыхание свидетельствует о сомнительном успехе. При значении индекса менее 100 вероятность удачного перевода на спонтанное дыхание высока.

Максимальное инспираторное давление более 20 см Н_>2>О предполагает адекватную мышечную силу. Однако если больной имеет высокий импеданс (большое сопротивление и низкий комплайнс), это давление может быть недостаточным, чтобы предотвратить мышечное переутомление.

Жизненная емкость легких является более приемлемым индикатором респираторного резерва, чем дыхательный объем. Особенно этот показатель информативен у больных с нейромышечной патологией (миастения или болезнь Гийена-Барре). Жизненная емкость должна быть более 15 мл/кг, чтобы больной мог сделать глубокий вдох для расправления ателектазов и обеспечить эффективный кашель.

Объем форсированного выдоха за 1 с (FEV_>1>) у больных с ХОЗЛ - весьма полезный показатель возможности их перевода на самостоятельное дыхание. Жизненная емкость у них может быть нормальной при медленном выдохе. Однако при быстром выдохе иногда развивается коллапс воздухопроводящих путей (эффект экспираторного закрытия дыхательных путей). При FEV_>1>больше 10 мл /кг успешное отлучение от механической вентиляции является более вероятным. У интубированных больных этот показатель оценить трудно, так как на него влияет сопротивление эндотрахеальной трубки.

Максимальная произвольная вентиляция хотя и критикуется за зависимость от усилия и желания больного, этот тест достаточно объективно характеризует его вентиляционный резерв. Как правило, больные могут быть отлучены от респиратора, если спонтанная вентиляция в покое меньше 10 л/мин, и больной может ее удвоить (MVV).

Альвеоло-артериальная разница менее 300 мм рт. ст. или более 300 мм рт. ст. при 100% кислороде свидетельствует о достаточности легочной оксигенации, чтобы приступить к отлучению от аппарата ИВЛ. Если РаО_>2> составляет 60 мм рт ст. при FiO_>2>< 0,4, оксигенация у больного считается удовлетворительной. У послеоперационных больных способность поддержать артериальную сатурацию гемоглобина более 90 % при дыхании комнатным воздухом или в режиме СРАР с давлением менее 5 см Н_>2>О также является маркером для проведения успешной экстубации.

Выраженный интрапульмональный шунт нарушает процесс оксигенации крови. Если он более 20 %, то отлучением заниматься не следует. Частыми причинами шунтирования у больных, которым проводится ИВЛ, являются задержка секрета, бронхиолоспазм, отек легких, пневмония. Эти состояния могут корригироваться путем аспирации, использования бронходилятаторов, физиотерапии и постурального дренирования, применением диуретиков и антибиотиков.

При инициировании отлучения больного от респиратора V_>D>/V_>T> должно быть менее 0,55. Иногда полезно измерить продукцию СО_>2> и потребление О_>2>, чтобы оценить возможность прекращения ИВЛ. Увеличение этих показателей подразумевает гиперметаболизм, что требует повышения вентиляции.

Методы перевода больных на самостоятельное дыхание. Для отлучения от аппарата может быть использован один или комбинация нескольких методов: IMV, SIMV и PSV. Многие клиницисты предпочитают использовать PSV в комбинации с SIMV. Во многом выбор метода прекращения респираторной поддержки зависит от персональных пристрастий и традиций медицинского коллектива.

Психологическая подготовка является важной и должна быть проведена до отсоединения больного от респиратора. Перед каждым сеансом тренировки и оценки возможности отлучения врач должен объяснить весь этот процесс пациенту. Больной должен быть уверен, что за ним будет обеспечен постоянный контроль и при необходимости восстановлен прежний уровень респираторной поддержки. Необходимо частое ободрение, поскольку удачное отлучение от искусственной вентиляции во многом зависит от желания и усилий больного. Психологическая поддержка особенно важна в случае проведения длительной ИВЛ. Во время процедуры перехода на спонтанное дыхание возможно возвращение на более высокий уровень респираторной поддержки, поэтому больной и персонал должны быть психологически готовы к этому. Не следует доводить тренировку самостоятельного дыхания до переутомления дыхательной мускулатуры, необходимо обеспечивать периоды полноценного отдыха.

В таблице 3 представлены показатели и их значения, при которых необходимо прерывать процесс перевода на спонтанное дыхание.

Таблица 3

Признаки необходимости прерывания процесса перевода на спонтанное дыхание

Показатель

Значение

Артериальное давление

Пульс

Частота дыхания

Дыхательный объем

Отношение частоты дыхания к дыхательному объему (л)

Паттерн дыхания

РаО_>2>

РаСО_>2>

рН

SpO2

ЭКГ

изменение > 20 мм рт ст систолического или 10 мм рт.ст. диастолического

увеличение > 20 раз в мин

увеличение на 10 в мин или > 30 в мин

< 250 мл

> 100

дискоординация дыхательных движений указывает на утомление дыхательных мышц

< 60 м рт.ст.

увеличение более чем 10 мм рт. ст

уменьшение на 0,1

< 90 %

значительные изменения (экстрасистолия, депрессия сегмента ST)

Отлучение от ИВЛ с использованием SIMV режима. Использование SIMV включает уменьшение количества аппаратных вдохов, в то же время позволяя больному наращивать активность самостоятельного дыхания. Если пациент показывает признаки усталости, необходимо увеличить количество принудительных вдохов. В начальном периоде вообще возможен возврат к полной аппаратной поддержке для обеспечения полноценного отдыха.

Преимуществом этого способа является его удобство. Простое изменение аппаратной частоты дыхания увеличивает или уменьшает нагрузку на больного. При этом гарантируется безопасность, поскольку используется какой-то минимум аппаратного дыхания. На некоторых вентиляторах, кроме того, имеется еще запасной режим (back-up). Постепенно снижая частоту аппаратных вдохов, можно определить оптимальный для больного уровень РСО_>2>.

Отлучение от респиратора с помощью вентиляции с поддержкой давлением. Применение этого режима возможно в двух вариантах. Один из них предусматривает выбор такого уровня давления поддержки, который обеспечивает целевой дыхательный объем и частоту дыхания. Затем осуществляется его пошаговое уменьшение. Второй подход состоит из использования комбинации SIMV и PSV. При этом больной тренирует самостоятельное дыхание путем уменьшения аппаратных вдохов, а низкий уровень давления PSV облегчает работу дыхания, связанную с преодолением сопротивления эндотрахеальной трубки и дыхательного контура. Комбинация SIMV и PSV лучше обеспечивает тренировку выносливости, чем каждый из этих режимов по отдельности. Кроме того, она позволяет более разнообразно подходить к разработке программы перевода на самостоятельное дыхание, начиная либо с уменьшения количества принудительных вдохов, либо, наоборот, со снижения давления поддержки.

Подбор требуемого уровня PSV осуществляется индивидуально. Слишком высокое давление приводит к чересчур маленькой работе больного. С другой стороны, слишком низкий уровень поддержки может привести к быстрой усталости дыхательных мышц.

2. Осложнения искусственной вентиляции легких

Осложнения ИВЛ могут проявиться со стороны дыхательных путей (отек гортани, травма слизистой трахеи, трахеобронхиты, потеря увлажняющей функции верхних дыхательных путей), легких (ателектаз, баротравма, токсическое действие кислорода, назокомиальная пневмония), сердечно-сосудистой (уменьшение венозного возврата и сердечного выброса, гипотензия) и других систем (повышение внутричерепного давления, снижение темпа диуреза, нарушение КОС и пр.). Возможны чисто технические проблемы (случайная разгерметизация контура, прекращение электропитания, потеря давления газа, нарушение проходимости трубок и канюль и пр.), которые при несвоевременном их распознавании создают угрозу для жизни больного. Поэтому проведение ИВЛ в обязательном порядке должно сопровождаться тщательным мониторингом, а также применением комплекса мер по предотвращению их развития.

В частности, при проведении инвазивной ИВЛ чрезвычайно важно обеспечить увлажнение газа, поступающего в дыхательные пути больного, что уменьшит повреждающее воздействие ее на дыхательные пути и легкие. Для того чтобы не допустить фальных последствий при внезапной поломке оборудования, необходимо иметь дыхательные мешки для ручной вентиляции у каждой койки больного, которому проводится ИВЛ. Баротравма (пневмоторакс, пневмомедиастинум, подкожная эмфизема) может быть результатом чрезмерного давления в дыхательных путях и перерастяжения альвеол большим объемом. Чтобы избежать ятрогенного повреждения легких, пиковое альвеолярное давление (давление плато) не должно превышать 35 см Н_>2>О. Для уменьшения токсического действия кислорода не следует без крайней необходимости применять высокие его концентрации в подаваемой газовой смеси. Безопасным считается уровень FiO_>2>ниже 0,6.

3. Искусственное кровообращение

Искусственное кровообращение (ИК) – метод временного замещения (поддержки) механическим оборудованием насосной функции сердца, газообменной функции легких на период выполнения отдельных этапов операций на сердце, аорте, а также при проведении интенсивной терапии больным кардиологического профиля. Аппарат искусственного кровообращения (АИК) представляет сложную многофункциональную систему, состоящую из насосов, оксигенатора, фильтра, трубопроводов. Современные аппараты наряду с ручным имеют компьютерное программное управление.

Принцип ИК заключается в следующем. Кровь больного забирают из венозного русла, как правило, из полых вен в венозный резервуар аппарата, а затем в оксигенатор. В оксигенаторе происходит насыщение крови кислородом и удаление углекислого газа. Оксигенированную кровь перекачивают насосом в артериальное русло, обычно в нисходящий отдел аорты. Отдельным отсосом забирают изливающуюся в плевральную полость кровь и возвращают ее в венозный резервуар. АИК оснащен теплообменником, который предназначен для быстрого охлаждения и согревания крови.

Насосы. В современных АИК применяют роликовые или центрифужные насосы. Насосы создают в замкнутой тюбинговой системе перепад давления, за счет чего происходит перекачивание крови по трубопроводам. В роликовом насосе движение крови создается за счет пережатия трубки вращающимся роликом в насосной камере. Скорость вращения ролика регулируется, в зависимости от этого возможно создание как непульсирующего, так и пульсирующего потока крови. Пульсирующий поток считается более физиологичным, при нем в меньшей степени увеличивается периферическое сопротивление сосудов, тем самым создается более полноценная микроциркуляция. Однако при непульсирующем потоке меньше повреждаются эритроциты, уменьшается гемолиз. Еще меньшее повреждение крови происходит в центрифужных насосах, в которых не создается окклюзионное давление.

Кроме основного насоса имеются еще несколько вспомогательных. 1. - насос для удаления крови из операционного поля (кардиотомический отсос), 2. - для введения кардиоплегического раствора в коронарные сосуды (кардиоплегический), 3. – для дренирования крови из левого желудочка (дренаж ЛЖ).

Кровь в АИКе движется по трубопроводам. Трубопроводы изготавливают стерильными, для разового применения. В артериальном контуре трубопровода устанавливают фильтр для улавливания газовых пузырьков.

Оксигенаторы бывают двух типов – пузырьковые и мембранные. В пузырьковых оксигенаторах газообмен происходит при прямом контакте кислорода с кровью. Считают, что такие оксигенаторы приводят к более сильному повреждению эритроцитов и тромбоцитов, однако они относительно дешевле. В мембранных оксигенаторах кровь отделяется от кислорода полупроницаемой мембраной, через которую и происходит газообмен.

Теплообменник предназначен для охлаждения и согревания крови в пределах от 4о до 42 о С. При повышении температуры крови растворимость газов снижается, в ней могут появляться пузырьки воздуха.

Фильтры в аппарате выполняют разную роль, поэтому их устанавливают в нескольких местах: на линиях артериальной магистрали и рециркуляции, в системе коронарного отсоса. Одни из них улавливают из крови газовые пузырьки, другие - микрочастицы (тромбы, частички жира, фрагменты тканей).

Заполняющая жидкость. В ранних моделях АИК экстракорпоральный контур заполняли гепаринизированной цельной кровью. Нередко возникали проблемы с совместимостью донорской крови. Однако это было вынужденной мерой, поскольку объем заполнения резервуара достигал 4-х литров и более. В современных АИК заполняют резервуар значительно в меньшем объеме (1,5-2 л). Это позволило отказаться от использования цельной крови для заполнения наружного контура аппарата, и использовать для этой цели плазмозамещающий раствор. При смешивании крови больного с раствором, заполняющем систему АИК, гематокрит снижается до 20-25%. При хорошей оксигенации и достаточном органном кровотоке не происходит значимой тканевой гипоксии. У больных с низким предоперационным показателем гемоглобина и прогнозируемым снижением гемоглобина во время ИК ниже 20%, к заполняющей аппарат жидкости добавляют кровь. Основу заполняющей жидкости составляет раствор лактата натрия. К нему добавляют реополиглюкин, маннитол, гидрокарбонат натрия, калий. Во всех случаях окончательная заполняющая жидкость должна быть изоосмоляльной и с физиологическим значением рН.

Методика ИК. Аппарат заполняют перфузатом, удаляют воздух из артериальной магистрали. Больному вводят гепарин (ориентировочно 300 ЕД/кг), после чего канюлируют восходящую аорту и полые вены. Переход на искусственное кровообращение осуществляют в два этапа. Первоначально проводят параллельное кровообращение. При работающем сердце запускают в работу АИК, добиваясь четкого баланса между притоком крови в аппарат и ее оттоком. В течение 2-3 минут увеличивают производительность аппарата до 2,2-2,4 л/м2/мин, затем переходят только на искусственное кровообращение. ИК приводит к активации многих гормональных систем. В крови увеличивается концентрация катехоламинов, АДГ, ангиотензина, кортизола и других стрессовых гормонов. Общая анестезия лишь частично способна блокировать стрессовую реакцию. Улучшение микроциркуляции достигают введением вазодилататоров.

После начала ИК отмечается выраженное снижение артериального давления, которое через 10-15 мин повышается, но обычно не достигает исходного уровня. Во время перфузии среднее АД поддерживают на уровне 50-60 мм рт. ст., повышение среднего давление выше 100 мм рт. ст. служит основанием для применения вазодилататоров.

Защита миокарда. Процесс ИК предполагает пережатие аорты между аортальной канюлей и аортальным клапаном. Сердце изолируется от потока оксигенированной крови. Риск ишемического повреждения миокарда снижают охлаждением сердца до 15-18оС. При такой температуре сердце выдерживает полную ишемию в течение одного часа. Снижению энергетических потребностей миркарда способствует и остановка сердца (кардиоплегия). Асистолия должна быть полной, фибрилляция желудочков удваивает потребность миокарда в кислороде. Повреждению миокарда способствуют инотропные препараты и большие дозы хлористого кальция.

Калиевая кардиоплегия. Стандартным методом прекращения электрической активности сердца является перфузия коронарных сосудов кристаллоидным раствором или кровью с содержанием калия и мембраностабилизирующего препарата (новокаин). Охлажденный кардиоплегический раствор в объеме 500-1000 мл вводят в коронарные артерии. Высокая концентрация внеклеточного калия приводит к снижению трансмембранного потенциала и инактивации натриевых каналов. Сердце останавливается в фазу диастолы. Постепенное вымывание кардиоплегического раствора и повышение температуры сердца приводит к восстановлению сердечной деятельности, поэтому холодовую кардиоплегию повторяют каждые 30 мин.

После окончания этапа операции на сердце удаляют зажим с аорты, восстанавливается коронарный кровоток. Кардиоплегический раствор вымывается, одновременно производят согревание сердца. Часто сердечная деятельность восстанавливается самостоятельно. Иногда это восстановление происходит через фибрилляцию желудочков. В таких ситуациях производят прямую электрическую дефибрилляцию. При удовлетворительной работе миокарда поток крови через АИК постепенно сокращают до полного прекращения. О полноценной сердечной деятельности свидетельствует нормализация артериального давления, удовлетворительные показатели сердечного выброса и общего периферического сопротивления сосудов.

Литература

«Неотложная медицинская помощь», под ред. Дж. Э. Тинтиналли, Рл. Кроума, Э. Руиза, Перевод с английского д-ра мед. наук В.И.Кандрора, д. м. н. М.В.Неверовой, д-ра мед. наук А.В.Сучкова, к. м. н. А.В.Низового, Ю.Л.Амченкова; под ред. Д.м.н. В.Т. Ивашкина, Д.М.Н. П.Г. Брюсова; Москва «Медицина» 2001

2. Интенсивная терапия. Реанимация. Первая помощь: Учебное пособие / Под ред. В.Д. Малышева. — М.: Медицина.— 2000.— 464 с.: ил.— Учеб. лит. Для слушателей системы последипломного образования.— ISBN 5-225-04560-Х