1

Podstawy wentylacji mechanicznej noworodków

Katarzyna Fortecka

Prowadzenie wentylacji mechanicznej noworodków odbywa się głownie dzięki zastosowaniu

respiratrów stałoprzepływowych, czasowo-zmiennych o nastawianym (kontrolowanym)

ciśnieniu. Oznacza to, iż w czasie pracy respirator podaje stały przepływ gazów z nastawioną

procentowo zawartością tlenu, każdy wdech zaś podawany jest ze stałym szczytowym

ciśnieniem wdechowym (PIP). Typowym przedstawicielem tej grupy respiratorów jest model

BEAR 750. Obecnie dzięki dużej różnorodności respiratorów możliwe jest prowadzenie

wentylacji czasowo i przepływowo-zmiennej, z kontrolowanym ciśnieniem lub kontrolowaną

objętością. W tym drugim przypadku respirator podaje zadaną objętość wdechową z różnym

ciśnieniem zależnym od podatności płuc i oporu dróg oddechowych.

Projekt finansowany ze środków Europejskiego Obszaru Gospodarczego oraz

Ministerstwa Zdrowia

2

Zasada działania respiratora takiego jak BEAR 750 czy Sechrist jest prosta. Gazy wdechowe

przepływają przez nawilżacz w kierunku pacjenta, a następnie zastawka wydechowa

umożliwia wykonanie biernego wydechu. Dzięki sterowaniu mikroprocesorowemu jest ona

przymykana tyle razy na minutę, ile jest nastawionych oddechów. Ponadto dzięki

nastawieniu dodatniego ciśnienia końcowo-wydechowego (PEEP) nie otwiera się całkowicie,

nie dopuszczając tym samym do zapadnięcia się pęcherzyków płucnych.

Podstawowe odrębności anatomiczne i fizjologiczne układu oddechowego noworodków w

stosunku do osób dorosłych to:

- krótka szyja, krtań oraz tchawica

- słabo rozwinięte mięśnie międzyżebrowe

- przepona jako główny mięsień oddechowy

- częstość oddechów wynosząca 40-60/min

- objętość oddechowa 6-8 ml/kg

- wąskie drogi oddechowe=wysoki opór dróg oddechowych o wartości 30-50 cm H2O

- niska podatność płuc 3-5 ml/cm H2O

- duża podatność klatki piersiowej

Podstawowe parametry wentylacji mechanicznej

1. Przepływ gazów (gas flow) – ocenia się, że optymalny jest przepływ gazów na

poziomie 6-8l/min. Pozwala to na osiągnięcie PIP w odpowiednio krtókim czasie.

Zwiększenie przepływu gazów pozwala na szybsze osiąganie PIP i PEEP w cyklu

oddechowym. Zbyt duży przepływ może jednak wywołać niepokój noworodka.

2. Częstość oddechów (frequency) - fizjologiczna 40-60/min. Im wyższa częstość

oddechów, tym większe prawdopodobieństwo efektywnego usuwania CO2. Powinno

się dostosować częstość oddechów w oparciu o analizę badania gazometrycznego oraz

o własną czynność oddechową pacjenta.

Należy pamiętać jednak, iż hipokapnia (paCO2 < 40mmHg) zmniejsza przepływ

mózgowy, a tym samym napęd oddechowy pacjenta.

3. Czas wdechu (Inspiratory time, Ti) – 0,3 – 0,5 sekundy w zależności od wieku i

podatności płuc. Optymalnie 0,4 sekundy pozwala na efektywną wentylację,

eliminację CO2 i właściwe utlenowanie krwi.

3

4. Czas wydechu (Expiratory time, Te) – 0,5-1,5 sekundy w zależności od pacjenta. W

przypadku małej podatności płuc może być równy czasowi wdechu (0,4-0,5sek.). W

chorobach przebiegających z dużym oporem dróg oddechowych np. MAS, zapalenie

płuc, BPD musi być wydłużony do 1,0-1,5 sek. Nie wystarczająco długi czas wydechu

może prowadzić do powstania tzw. „pułapki powietrznej”. Zjawisko to polega na tym,

że cześć powietrza nie jest usuwana z płuc w trakcie wydechu i każdy kolejny cykl

oddechowy zwiększa zalegającą w pęcherzykach płucnych objętość powietrza. W

konsekwencji może dojść do uszkodzenia objętościowego płuc.

Opcjonalnie można nastawiać współczynnik I:E (inspiratory: expiratory,

wdech:wydech), który przeciętnie u noworodków wynosi od 1:1 do 1:2.

5. Ciśnienie szczytowe wdechu (Peak inspiratory pressure, PIP) – 8-30 cmH2O.

Parametr, który najlepiej ustawiać obserwując ruchomość klatki piersiowej pacjenta.

Należy stosować najniższe ciśnienia wywołujące efektywne ruchy klatki piersiowej.

Nadmierne PIP zwiększa ryzyko barotraumy.

6. Dodatnie ciśnienie końcowo –wydechowe (Positive end-expiratory pressure, PEEP) –

4-10cm H2O. Zapobiega zapadaniu się pęcherzyków płucnych w końcowej fazie

wydechu. Zwiększenie PEEP o 1 cmH2O powinno zwiększać PaO2 o 10mmHg.

Wartości PEEP powyżej 10cmH2O prowadzi do zmniejszenia powrotu żylnego,

zmniejszenia rzutu serca i perfuzji obowodowej, zmniejszenia podatności płuc i

efektywności wentylacji.

7. Procentowa zawartość telnu w mieszaninie gazów (FiO2) – 21%-100%

W mechanice wentylacji należy ponadto zapoznać się z takimi pojęciami jak:

a) Średnie ciśnienie w drogach oddechowych (Mean airway pressure, MAP) –

jest to średnie ciśnienie jakie panuje w drogach oddechowych podczas całego

cyklu oddechowego. Ma bardzo silną korelację z utlenowaniem krwi pacjenta.

Im wyższe MAP tym wyższe PaO2, ale także wyższe ryzyko depresji układu

krążenia oraz uszkodzenia płuc. Na podstawie wielu badań można stwierdzić,

że bezpieczny zakres MAP mieści się w granicach 8-15 cm H2O.

b) Podatność (compliance, C)- czyli elastancja, miara rozciągalności płuc. Im

wyższa podatność, tym łatwiejsza wentylacja. Niska podatność= tzw. „sztywne

płuca”= wysokie ciśnienie wdechowe!

Prawidłowa wartość wynosi 3-5 ml/cm H2O

4

c) Opór dróg oddechowych (airway resistance, R) – zależy przede wszystkim od

średnicy jak i od długości przewodów. Jest mniejszy podczas wdechu, większy

w czasie wydechu. Ze względu na wąskie drogi oddechowe noworodka opór

jest duży i wynosi 30-50cm H2O/l/s (u dorosłych 2-3 cm H2O/l/s). Rurka

intubacyjna o średnicy 2,5 mm ma opór 150cm H2O/l/s. Rurka o średnicy 3,5

mm 50 cmH2O/l/s. Źle dobrana rurka intubacyjna może zatem znacznie

utrudnić prowadzenie wentylacji mechanicznej.

Wydzielina w drogach oddechowych lub w rurce intubacyjnej znacznie

zwiększa opór!

d) Stała czasowa (time constant) określa szybkość z jaką dana objętość gazów

wpływa do płuc i z jaką je opuszcza.

Rodzaje wentylacji mechanicznej (dostępne w respiratorze BEAR 750)

Wentylację zastępczą można najogólniej podzielić na wentylację w pełni kontrolowaną i

wentylację synchroniczną.

Wentylacja kontrolowana (Controlled mandatory ventilation-CMV)

Polega na podawaniu wdechów niezależnie od czynności oddechowej pacjenta. Oddechy

podawane są w równych odstępach czasu, z zadaną częstością i ciśnieniem wdechowym.

Przerywana wentylacja obowiązkowa (Intermittent madatroy ventilation- IMV)

Polega na podawaniu oddechów zgodnie z nastawioną częstością i ciśnieniem, ale dzięki

stałemu przepływowi gazów pozwala noworodkowi na wykonywanie samodzielnych

oddechów. Jest najczęściej stosowanym typem wentylacji u małych pacjentów.

Zaletą wentylacji IMV w stosunku CMV jest aktywność własna pacjenta, która pozwala na

obniżenie MAP, zwiększenie powrotu żylnego i rzutu serca.

Wentylacja wyzwalana przez pacjenta (patient triggered ventilation – PTV, assist/contol

– A/C)

Jest przykładem wentylacji synchronicznej, w której wdech jest zapoczątkowywany przez

pacjenta. Częstość oddechów zależy zatem w głównej mierze od samego noworodka.

Respirator czeka w tzw. „okienku czasowym” na wyzwolenie wdechu przez pacjenta.

Operacja ta możliwa jest dzięki wbudowanemu czujnikowi przepływowemu (trigger). Jeżeli

5

występuje bezdech, wówczas respirator powinien podawać nastawioną minimalną wentylację

minutową.

Niewątpliwie zaletą tego typu wentylacji jest pełna synchronizacja z pacjentem, mniejsze

ryzyko uszkodzeń płuc oraz krótszy czas prowadzenia wentylacji i możliwość ekstubacji.

Najtrudniejszy element stanowi sama synchronizacja. Czasami czujnik może błędnie

odczytywać zjawiska dodatkowe, jak ruchy dziecka, przecieki wokół rurki, nagromadzenie

wody w rurach respiratora i podawać oddechy w sposób niezgodny z pacjentem.

Inne rodzaje wentylacji synchronicznej: Synchroniczna przerywana wentylacja obowiązkowa

(SIMV), Synchroniczna przerywana wentylacja obowiązkowa z wspomaganiem

ciśnieniowym (SIMV+PS) lub objętościowym (SIMV+VS), wentylacja o regulowanym

ciśnieniu i objętości (PRVC)

Wentylacja CPAP – continous positive airway pressure

Dzięki tej technice wentylacji możliwe jest utrzymywanie stałego dodatniego ciśnienia w

drogach oddechowych, co zapobiega zapadaniu się pęcherzyków płucnych i powstawaniu

niedodmy. Podczas zastosowania tego typu wentylacji noworodek oddycha w pełni

samodzielnie. W przypadku klasycznej wentylacji CPAP nastawiamy jedynie wartość

ciśnienia końcowo-wydechowego (PEEP). Dzięki tej technice zwiększa się funkcjonalna

pojemność zalegająca (FRC), dzięki której możliwa jest efektywniejsza wymiana gazowa.

Warunkiem stosowana CPAP jest własny napęd oddechowy pacjenta oraz umiarkowane

zaburzenia oddechowe.

Można równie stosować CPAP w połączeniu z wentylacją donosową. Wówczas należy

nastawić podstawowe parametry wentylacji jak częstość oddechów, PIP, PEEP, Ti i

prowadzić wentylację przez rurkę do CPAP’u.

W każdym przypadku prowadzenia wentylacji zastępczej trzeba indywidulanie oceniać stan

kliniczny pacjenta oraz uwzględniać wyniki badań gazometrycznych.