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Mechanische Ventilation Kathleen Donnely, MD Albany Medical College Albany, NY Michael Kelly, MD Maimonides Medical Center Brooklyn, NY Norbert Lutsch,

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Präsentation zum Thema: "Mechanische Ventilation Kathleen Donnely, MD Albany Medical College Albany, NY Michael Kelly, MD Maimonides Medical Center Brooklyn, NY Norbert Lutsch,"—  Präsentation transkript:

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2 Mechanische Ventilation Kathleen Donnely, MD Albany Medical College Albany, NY Michael Kelly, MD Maimonides Medical Center Brooklyn, NY Norbert Lutsch, FA IP Ostschweizer Kinderspital St.Gallen (Übersetzung ins Deutsche / Ergänzungen)

3 Einleitung Indikationen Grundlagen Anatomie und Physiologie Ventilationsmodi Wahl der Modi und Einstellungen Häufige Probleme Komplikationen Weaning and Extubation

4 Indikationen Respiratorische Störungen –Apnoe / Respiratorischer Arrest –Inadäquate Ventilation (akut vs. chronisch) –Inadäquate Oxygenation –Chronisch respiratorische Insuffizienz mit Gedeihstörung (FTT)

5 Indikationen Kardiale Insuffizienz –Verringerung der Atemarbeit –Reduzierung des O² Verbrauchs Neurologische Dysfunktion –Zentrale Hypoventilation / häufige Apnoe –Komatöse Patienten, GCS < 8 –Atemwegs protektiv

6 Anatomische Grundlagen Obere Luftwege –Befeuchtung der inhalierten Gase –Stelle des größten Atemwiderstandes Untere Luftwege –Zuleitende Atemwege (Anat. Totraum) –Resp. Bronchiolen –Alveolen (Gasaustausch)

7 Physiologische Grundlagen Negativer Druckkreißlauf –Gradient zwischen Mund und Pleuralraum ist die treibende Kraft –Benötigt, um den Widerstand zu überwinden –Offenhalten der Alveolen Überwinden elastischer Rückstosskräfte – Balance zwischen elastischer Rückstosskräfte des Brustkorbes und der Lunge

8 Grundlagen Physiologie

9 Normale Druck- Volumenbeziehung in der Lunge

10 Ventilation Kohlendioxid PaCO 2 = k * Metabolische Produktion Alveoläre Minutenventilation Alv. MV = Resp. Freq. * Effektives Tidalvol. Effektives TV = TV - Totraum Totraum = anatomisch + physiologisch

11 Oxygenation Sauerstoff : –Minutenventilation ist die Menge frisches Gas, welches in die Alveolen gelangt –Der O² Partialdruck in den alveolen (P A O 2 ) ist die treibende Kraft für den Gasaustausch durch die Alveo-Kapilläre Membran –P A O 2 = ({Atmos. Druck - Wasserdampf}*FiO 2 ) - P a CO 2 / RQ –Perfundiere Alveolen, die gut ventiliert sind –Nach 1/3 des Weges durch die Kapillare ist das Hb voll gesättigt

12 Oxygenation

13 CO 2 vs. O 2

14 Abnormer Gasaustausch Gründe für Hypoxämie: –Alveoläre Hypoventilation –V/Q mismatch –Shunt –Diffusionsstörung Gründe für Hyperkapnie: –Alveoläre Hypoventilation –V/Q mismatch Wegen der unterschiedlichen Löslichkeit von O 2 und CO 2 und deren verschiedener Dissoziationskurven, resultieren Shunt und Diffusionsstörungen nicht zwangsläufig in einer Hyperkapnie.

15 Gasaustausch Hypoventilation und V/Q mismatch sind die häufigsten Ursachen des abnormen Gasaustausches auf einer PICU (Päd.IPS) Korrigiere Hypoventilation -> erhöhe MV Korrigiere V/Q mismatch -> erhöhe die Fläche der ventilierten Lunge oder verbessere die Perfusion der Gebiete, die ventiliert werden

16 Mechanische Ventilation Auf was können wir einwirken…… –Minutenventilation (erhöhe Freq. / Tidalvolumen) –Druckgradient = A-a Gleichung (erhöhe atm.Druck, FiO 2, erhöhe Ventilation, ändere RQ) –Austauschfläche = Lungenvolumen für Ventilation (Volumevergrösserung durch Druckerhöhung, d.H., Mean Airway Pressure) –O 2 Löslichkeit = ?Perfluorcarbon?

17 Mechanische Ventilation Ventilatoren verabreichen Gas mit einem bestimmten Druck. Die Menge des Gases kann durch Zeit, Druck, oder Volumen begrenzt werden. Die Dauer der Gasverabreichung kann durch Zeit, Druck, oder Flow bestimmt werden

18 Nomenklatur Atemwegsdrücke –Peak Inspiratory Pressure (PIP) –Positive End Expiratory Pressure (PEEP) –Pressure above PEEP (PAP or ΔP) –Mean airway pressure (MAP) –Continuous Positive Airway Pressure (CPAP) Inspirationszeit oder I:E Ratio Tidalvolumen: Menge an Gaszufuhr / Atemzug

19 Beatmungsformen Beatmungsmodi: – Jeder Atemzug wird vom Ventilator voll unterstützt –Bei den klassischen Modi waren die Patienten nicht in der Lage zu selber zu atmen, von den voreingestellten Beatmungshüben einmal abgesehen.. –Bei neueren Modi arbeiten die Ventilatoren mit assistierenden Modi, mit minimaler Eintstellrate und alle getriggerten Atemzüge über dieser Rate werden voll unterstützt z.B. ASB.

20 Beatmungsformen IMV Modi: Intermittent Mandatory Ventilation Modi – Atemzüge über der eingestellten Rate werden nicht unterstützt SIMV: Der Vent. synchronisiert IMV- Atemzüge mit der Spontanatmung des Patienten Pressure Support: Vent. verabreicht Druckunterstützung bis zum voreingestellten Druck oder Volumen, aber keine feste Frequenz

21 Beatmungsformen Wann immer ein Atemzug vom Ventilator unterstützt wird, ungeachtet des Modus, wird die Unterstützung entweder vom Druck oder dem Volumen Limitiert. –Volumenlimitiert: Tidalvolumen einstellen! –Drucklimitiert: PIP oder PAP einstellen!

22 Druck Volumenbeziehung Ist das Volumen vorgegeben, variiert der Druck…..ist der Druck vorgegeben, variiert das Volumen….. ….entsprechend der Compliance…... COMPLIANCE = Volumen / Druck

23 Compliance Burton SL & Hubmayr RD: Determinants of Patient-Ventilator Interactions: Bedside Waveform Analysis, in Tobin MJ (ed): Principles & Practice of Intensive Care Monitoring

24 Assist- Regelung, Volumen Ingento EP & Drazen J: Mechanical Ventilators, in Hall JB, Scmidt GA, & Wood LDH(eds.): Principles of Critical Care

25 IMV, volumenlimitiert Ingento EP & Drazen J: Mechanical Ventilators, in Hall JB, Scmidt GA, & Wood LDH(eds.): Principles of Critical Care

26 SIMV, volumenlimitiert Ingento EP & Drazen J: Mechanical Ventilators, in Hall JB, Scmidt GA, & Wood LDH(eds.): Principles of Critical Care

27 Control vs. SIMV Kontrollierte Modi Jeder Atemzug wird voll unterstützt, ungeachtet des Triggers Über Frequenz kann nicht geweant werden Agitierte Patienten können hyperventilieren Mögl. Pat/Vent asynchronisierung verlangt üblicherweise Sedation +/- Paralyse SIMV Modus Vent versucht mit Eigenatmung des Pat zu synchronisieren Patient nimmt dazwischen eigene Atemzüge (+/- PS) Potentiell erhöhte Atemarbeit Pat/Vent asynchronisierung möglich

28 Einteilung der Beatmungsformen

29 Druck vs. Volumen Druckbegrenzt –FiO2 und MAP einstellen (oxygenation) –Einfluss auf die Ventilation ist trotzdem möglich (Frequenz, PAP) –Dezellerierendes flow- muster ( PIP bei gleichem Vt) Volumenbegrenzt –Minutenventilation einstellen –Einfluss auf Oxygenation ist trotzdem möglich (FiO2, PEEP, I-time) –Konstantes Flow- muster

30 Druck vs. Volumen Druck Falle –Plötzliche Veränderung des Volumens bei veränderter Lungencompliance –Kann zu Hypoventilation oder Lungenüberblähungen führen –Bei akuter ETT Obstruktion wird ein geringeres Tidalvolumen verabreicht Volumen Falle –Kein PIP Limit per se (üblicherw. Haben Vent ein oberes Drucklimit) –Konstanter Flow produziert höhere PIP bei gleichem Tidalvolumen, verglichen mit Druckkontrollierten Modi

31 Trigger Wie weiß der Ventilator wann er einen Atemhub auslösen muß? - Trigger –Atemanstrengung des Pat. –Verstrichene Zeit Die Atembemühung des Pat. kann als Druck oder Flowänderung gemessen werden (im Messkreislauf)

32 Wegleitung gefällig?? Druckunterstützung Trigger: Der Ventilator braucht eine bestimmte Atemarbeit vom Patienten Kann Atemarbeit verringern, indem für getrig- gerte Atemzüge Flow während der Inspiration verabreicht wird Kann bei spontanen Atemzügen im IMV Modus oder als stand alone Modus (CPAP) gegeben werden Ist Flow-gesteuert

33 Fortschrittliche Modi Pressure-Regulated Volume Control (PRVC) Volume Support Inverse Ratio (IRV) oder Airway- Pressure Release Ventilation (APRV) Bilevel (BIPAP) HFOV

34 Fortschrittliche Modi PRVC Dieser Modus liefert ein voreingestelltes Tidalvolumen mit jedem Atemzug mit dem niedrigst möglichen Spitzendruck. Nutzt dabei ein dezellerierendes Flowmuster, was dadurch zu weniger Lungenverletzungen führt….

35 Fortschrittliche Modi Volumenunterstützung –Äquivalent zum smart pressure support –Setze ein Ziel Tidalvolumen fest –Der Vent überwacht das verabreichte Volumen und regelt die Druck- unterstützung, um das Ziel mit den von uns eingestellten Limiten zu erreichen.

36 Fortschrittliche Modi Airway Pressure Release Ventilation –Kann beschrieben werden, als gäbe man dem Pattienten zwei versch. Level von CPAP –Einzustellen sind hoher und tiefer Druck mit release time –Die Länge des hohen Drucks ist üblicher- weise grösser als die des tiefen Drucks

37 Kurzfristige Druckentlastung Von einem CPAP-Niveau Fortschrittliche Modi Lungenvolumina sind kleiner, gedacht Für alveoläre Rekrutierung

38 Fortschrittliche Modi Inverse Ratio Ventilation –Pressure Control Mode –I:E > 1 –Kann den MAP ohne PIP erhöhen : verbessert die Oxygenation und limitiert Barotraumata –Signifikantes Risiko für Air Trapping –Patient muß wahrscheinlich tief sediert und möglicherweise auch relaxiert werden

39 Fortschrittliche Modi Hochfrequenzoszillatorventilation –Extrem hohe Frequenzen (Hz = 60/min) –Tidalvolumina < anatomischer Totraum –Einstellen & Titrieren des Mean Airway Pressure –Amplitude äquivalent zu Tidalvolumen –Mechanismus des Gasaustauschs unklar –Traditionelle Rescue Therapie –Aktive Expiration

40 Fortschrittliche Modi Hochfrequenzoszillatorventilation –Patient sollte relaxiert sein –Häufiges Absaugen durch Volumenverlust beim Diskonnektieren des Patienten vom Oszillator nicht praktikabel?? –Erhöhte Dekubitusgefährdung, da Patient nicht regelmässig gelagert werden kann?? –Lagern und Absaugen, wie Patientenzustand es zulässt

41 Fortschrittliche Modi Non Invasive Positive Pressure Ventilation –Verabreicht PS und CPAP via eng sitzender Maske (BiPAP: bi-level positive airway pressure) –Sicherheitsfrequenz einstellbar –Sedation kann noch immer nötig sein

42 Starteinstellungen Drucklimitiert –FiO 2 –Rate/Frequenz –T-insp / I:E ratio –PEEP –PIP oder PAP Volumenlimitiert –FiO 2 –Rate/Frequenz –T-insp / I:E ratio –PEEP –Tidalvolumen Diese Einstellungen beziehen sich auf Zeit ge- steuerte Ventilatoren. Flow gesteuerte Ventilatoren werden in der Pädiatrie kaum benutzt

43 Starteinstellungen Einstellungen –Frequenz: Starte mit normalen Frquenzen, 15 für Jugendliche/ Kinder, Babies /Kleinkinder –FiO 2 : 100% und entwöhne nach unten… –PEEP: 3-5 –Kontrollierte Beatmung (A/C) oder unterstützend (SIMV) –Modi ?

44 Die Wahl der Mittel Drucklimitiert –FiO 2 –Frequenz –T-insp –PEEP –PIP Volumenlimitiert –FiO 2 –Frequenz –Tidalvolumen –PEEP –T-insp Tidalvolumen ( & MV) variiert PIP ( & MAP) variiert MV MAP

45 Anpassungen bezüglich Oxygenation, justiere: –FiO 2 –PEEP –T-insp –PIP bezüglich Ventilation, justiere: –Frequenz –Tidalvolumen MAP MV

46 Einstellungen PEEP wird eingesetzt, um alveolären Kollaps in der End-Expiration zu verhindern; oder um kollabierte Lungenareale zu rekrutieren; kann auch die Funktion eines Stent´s haben z.B. Tracheomalazie

47 Aber... Ist es wirklich so simpel ? –Den Peep zu erhöhen, kann den Totraum vergrössern, das HMV verringern, V/Q Mismatch begünstigenkann –Die Atemfrequenz zu erhöhen, kann zu dynamischer Hyperinflation (auto-PEEP) führen, was eine Verschlechterung der Oxygenation und Ventilation bewirkt

48 Problemmanagement Funktioniert meine Beatmungstherapie? –Schaue den Patienten an !! –Höre deinem Patienten zu !! –Pulsoxy, ABGA, EtCO 2 –Thorax Rx –Ventilator prüfen (PIP; exp.Vte ; Alarme)

49 Problemmanagement Bestehen Zweifel, diskonnektiere den Patienten vom Ventilator und beginne zu bebeuteln. Bebeutle mit 100% O2. Dies schließt den Ventilator als Problem- Ursache aus. Bebeuteln von Hand kann helfen, die Patientencompliance zu messen

50 Problemmanagement Atemwege zuerst: Liegt der ETT noch richtig? Einseitig beatmet? Beatmung danach: Hebt sich die Brust? AG´s vorhanden und seitengleich? Veränderungen? Atelektasen, Bronchospasmus, Pneumothorax, Pneumonie? Kreislauf: Sc hock? Sepsis?

51 Problemmanagement Nun, es klappt noch immer nicht….. –Richtige Einstellungen ? Richtiger Modus ? –Sollte der Ventilator mehr Arbeit leisten ? Patient unfähig dies zu tun Ursächliches Problem verschlechtert (neues Problem?) –Luftleck? –Muss der Patient tiefer sediert werden ? –Sollte der Patient extubiert werden ? –Ventilatoren sind auch nur Menschen..(funzt Er ?)

52 Problemmanagement Patient - Ventilator Interaktion –Ventilator sollte Atemanstrengungen des Patienten erkennen (Trigger) –Ventilator muß Patientenanspruch genügen (Antwortzeit) –Ventilator darf Patientenanstrengung nicht beeinträchtigen (Synchronisation)

53 Problemmanagement Verbessern der Ventilation und/oder Oxygenation –Frequenzerhöhung (oder verringern bei Air- Trapping) –Vt/PAP erhöhen um Tidalvolumen zu erhöhen –Peep erhöhen ( Alveoläres Recruitment ) –Pressure Support erhöhen und/oder Sedation verringern um Spontanaktivität zu erhöhen

54 Kleinere Erwartungen Permissive Hyperkapnie –Akzeptiere höhere PaCO2´s im Austausch für geringere Spitzendrücke –PH kann mittels NaBic oder anderen Puffern korrigiert werden Permissive Hypoxämie –Akzeptiere ein PaO2 von 55-65; SaO % im Austausch für geringeres FiO2 (<.60) und PEEP –Sauerstoffgehalt kann beibehalten werden, mit Hämatokritwerten > 30%

55 Adjuvante Therapien Bauchlage –Re-expandiert kollabierte dorsale Lungenareale –Der Brustkorb hat eine vorteilhaftere Compliance Kurve in Bauchlage –Das Herz bewegt sich weg von den Lungen –Daraus resultiert gewöhnlich eine bessere Oxygenation –Pflege ist erschwert (Absaugen, Rea, Dekubiti) aber nicht unmöglich… –Nicht jede Verbesserung ist von Dauer oder stellt sich beim ersten Versuch ein

56 Adjuvante Therapien iNO Inhalation –Vasodilator mit kurzer Halbwertszeit kann über ETT verabreicht werden –Dilatiert Blutgefäße die ventilierte Alveolen versorgen und verbessert so V/Q –Hat keine systemische Wirkung da schnelle Inaktivierung bei Bindung an Haemoglobin –Verbessert die Oxygenation aber nicht den Outcome

57 Komplikationen Ventilator Induzierte Lungenverletzung (VALI) –Sauerstofftoxizität –Barotrauma / Volutrauma Spitzendruck Plateaudruck Scheerkräfte (Hohe Tidalvolumina) PEEP

58 Komplikationen Kardiovaskuläre Komplikationen –schlechterer venöser rückfluß zum re. Herz –Verschieben des Interventrikulären Septum –verminderter linksseitige Nachlast (gut) –Veränderte rechtsseitige Nachlast Resultat…..vermindertes HMV (üblicherweise, nicht immer und oft bemerken wir es nicht einmal)

59 Komplikationen Andere Komplikationen –Ventilator Assoziierte Pneumonie –Sinusitis –Analgosedierung –Risiken assoziierter Geräte (ZVK, Arterie) –Ungeplante Extubation

60 Extubation Weaning –Ist die Ateminsuffizienz verschwunden oder verbessert ? –Ist der Patient ausreichend Oxygeniert und Ventiliert ? –Kann das Herz die vermehrte Atemarbeit tolerieren?

61 Extubation Weaning –Reduziere den PEEP (4-5) –Reduziere die Frequenz –Reduziere den PIP (nach Bedarf) Was wir tun ist reduzieren was der Vent macht und sehen, ob der Patient die Differenz übernehmen kann….

62 Extubation –Kontrolle der Atemwegsreflexe –Freie obere Atemwege (Luftleck um Tubus?) –Minimaler Sauerstoffbedarf –Minimale Frequenz –Minimiere Druckunterstützung (0-10/ASB) –Wacher Patient


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