Afhaalberichten
- Monitoring van de ademhalingsmechanica helpt bij het beoordelen en diagnosticeren van de longaandoening en -stoornis, en het aanpassen van de beademingsinstellingen .
- De twee belangrijkste producten van ademhalingsmechanica zijn volgzaamheid en weerstand.
- De tijdconstante beschrijft de snelheid van de volumeverandering na een stapsgewijze verandering in druk en is het product van weerstand en meegaandheid, gemeten bij inademing of uitademing.
- De expiratietijdconstante is erg handig voor het beoordelen van de algehele ademhalingsmechanica en de veranderingen daarin.
- Een korte uitademingstijdconstante duidt op een afname van de therapietrouw, terwijl een lange op een verhoogde weerstand duidt.
De belangrijkste eigenschappen van ademhalingsmechanica zijn volgzaamheid en weerstand. Andere eigenschappen, zoals traagheid en visco-elasticiteit, spelen geen significante rol bij conventionele mechanische ventilatie en kunnen daarom buiten beschouwing worden gelaten. De ademhalingsmechanica wordt meestal gemeten met behulp van luchtwegdruk en -stroom; daarom omvat de beoordeling van de eigenschappen van het ademhalingssysteem ook de endotracheale tube. In bepaalde gevallen kunnen echter nauwkeurigere metingen worden verkregen door gebruik te maken van tracheale druk op de carina, waardoor we de endotracheale tube en luchtwegweerstand kunnen scheiden. Oesofageale druk stelt ons in staat om de borstwand en de compliantie van de longen te verdelen. Statische meting van respiratoire mechanica berust op end-inspiratoire en end-expiratoire occlusies, terwijl dynamische meting de kleinste kwadraten-aanpassingsmethode gebruikt om continuïteit en weerstand te beoordelen tijdens mechanische beademing zonder dat occlusie vereist is (1, 2). Beide methoden kunnen alleen worden gebruikt bij passieve patiënten of bij die patiënten met een minimale inademingsinspanning, aangezien het spiergedeelte van de inademingsinspanning van een patiënt niet kan worden gemeten met behulp van de luchtwegdruk.
Naleving
Compliance (C) beschrijft de elastische eigenschap van het ademhalingssysteem inclusief de longen en de borstwand. Statische compliantie (CSTAT) is de verhouding tussen een verandering in volume (VT) en de overeenkomstige verandering in transmurale druk (ΔP). De verandering in transmurale druk kan worden berekend als het verschil tussen plateaudruk (PPLAT) en totale PEEP (PEEPTOT) gemeten door respectievelijk een einde-inademings- en einde-expiratoire occlusie.
CSTAT = VT / ΔP = VT / (PPLAT – PEEPTOT)
De mate van naleving is gewoonlijk ml / cmH2O. Elastantie (E) is het omgekeerde van statische compliantie.
E = ΔP / VT
Statische compliantie kan dynamisch en continu worden gemeten met behulp van de kleinste-kwadratenaanpassingsmethode (LSF) (1, 2). LSF-schattingen van statische compliantie zijn normaal iets lager dan schattingen verkregen met de occlusiemethode.
Bij patiënten met een normale long die mechanische beademing ondergaan, is de CSTAT 50-60 ml / cmH2O (3). Een verminderde therapietrouw kan optreden in het geval van ARDS, atelectase, pneumothorax, longfibrose of stijfheid van de borstwand. ARDS-patiënten hebben bij opname doorgaans een CSTAT van ongeveer 35-45 ml / cmH2O (tabel 1). CSTAT neemt af met de ernst van ARDS; daarom kan het volgen van de therapietrouw bij ARDS-patiënten informatie opleveren over het volume van de beluchte long (concept van de babylong).
Een toename van de therapietrouw treedt op in het geval van longemfyseem.
Weerstand
Weerstand (R) beschrijft de weerstand tegen een gasstroom die het ademhalingssysteem binnenkomt tijdens inademing, die wordt veroorzaakt door wrijvingskrachten. Weerstand wordt berekend als de verhouding tussen de druk die een gegeven stroom aandrijft en de resulterende stroomsnelheid (V̇).
R = ΔP / V̇
De dimensie van weerstand is meestal cmH2O / ( l / s).
De weerstand van het ademhalingssysteem bestaat voornamelijk uit de weerstand van de luchtwegen en de endotracheale buis, omdat de weerstand van het longweefsel laag is.
Weerstand kan alleen worden berekend in volumeregelingsmodus met een constant debiet tijdens inademing.
RINSP = (PPEAK – PPLAT) / V̇INSP
De weerstand wordt echter meestal continu gemeten met behulp van de kleinste kwadraten-aanpassingsmethode, waarmee onderscheid kan worden gemaakt tussen inademings- en expiratieweerstand. Het is normaal dat de uitademingsweerstand hoger is dan de inademingsweerstand vanwege de vorm van de luchtwegboom, maar een grote discrepantie tussen inademings- en uitademingsweerstand kan duiden op een beperking van de uitademingsstroom.
Bij mechanisch beademde patiënten met een normale long en een kunstmatige luchtweg, de inademingsweerstand (RINSP) is 10–15 cmH2O / (l / s) (3). Een smalle endotracheale buis of het gebruik van een warmte- en vochtwisselaar (HME) kan een toename van RINSP veroorzaken, die toeneemt met de stroming in een exponentiële relatie (4). Onjuiste plaatsing of knikken van de endotracheale tube kan ook de RINSP verhogen. Bij COPD of astma treedt een verhoogde luchtwegweerstand op (tabel 1).
Tijdconstante
De tijdconstante (RC) beschrijft de snelheid van de verandering in volume na een stapsgewijze verandering in druk en kan zowel bij inademing als bij uitademing worden gemeten. De dimensie is de tijd uitgedrukt in seconden.
Vanwege het feit dat een stapsgewijze verandering in druk gepaard gaat met een verandering van volume volgens een exponentiële curve, geeft de exponentiële functie aan dat het 1, 2 en 3 tijdconstanten om het volume te veranderen met 63%, 86% en 95% van de totale volumeverandering.
Als we uitgaan van een monocompartimenteel longmodel, is RC het product van compliantie en weerstand gemeten bij inademing of uitademing.
RCINSP = CSTAT x RINSP
RCEXP = CSTAT x REXP
Als obstructieve ziekte hebben patiënten bicompartimentele expiratie, voornamelijk als gevolg van een expiratoire flowbeperking, waarbij RCEXP wordt gemeten bij 75% van het vervallen teugvolume geeft een nauwkeuriger resultaat voor de tijdconstante van het langzame compartiment (5, 6).
Zijn afhankelijkheid van C en R betekent dat RCEXP zeer nuttig is voor het beoordelen van de algehele ademhalingsmechanica en de veranderingen daarin. De meting is nauwkeurig bij zowel passieve als spontaan ademende patiënten, ervan uitgaande dat er sprake is van passieve uitademing. Het kan ook worden gemeten tijdens niet-invasieve beademing, op voorwaarde dat er geen onbedoelde lekken zijn.
Typische waarden voor RCEXP bij mechanisch geventileerde patiënten met een normale long zijn 0,5–0,7 s. Een korte tijdconstante duidt op een afname van de compliantie, terwijl een lange tijdconstante optreedt bij verhoogde weerstand. Een gemengde toestand met een afname van de therapietrouw en een toename van de weerstand kan resulteren in een pseudo-normale RCEXP.
| Normale longen | ARDS | COPD | |
|---|---|---|---|
| Naleving (ml / cmH2O) | 50-60 | 35-45 | 50-70 |
| Weerstand (cmH2O / (l / s)) | 10-15 | 10-15 | 15-30 |
| Vervaltijd constante (n) | 0,5-0,7 | 0,4-0,6 | 0,7-2,1 |
Hamilton Medical-ventilatoren meten de RCEXP ademhaling voor ademhaling op 75% van het expiratoire volume en gebruiken de kleinste-kwadraten-aanpassingsmethode om continu te berekenen compliance, evenals inspiratoire en expiratoire resist ance. De resultaten worden weergegeven op het monitoringpaneel en de dynamische long, en trends voor alle variabelen van ademhalingsmechanica kunnen worden weergegeven.
Bovendien kunnen clinici hun eigen metingen van CSTAT en REXP uitvoeren met behulp van de occlusiemethode.
- Brunner J, Wolff G (1985) Een eenvoudige methode om de conformiteit te schatten. Crit Care Med 13: 675-678
- Iotti GA, Braschi A, Brunner JX, Smits T, Olivei M, Palo A, Veronesi R (1995) Ademhalingsmechanica door kleinste vierkanten passend bij mechanisch geventileerde patiënten: toepassingen tijdens verlamming en tijdens drukondersteunende beademing. Intensive Care Med 21: 406-413
- Arnal JM, Garnero A, Saoli M, Chatburn RL (2018). Parameters voor simulatie van volwassen patiënten tijdens mechanische ventilatie. Respir Care (in druk)
- Gerbeaux P, Gainnier M, Arnal JM, Jean P, Sainty JM (2005) Effect van helium-zuurstofmengsels op endotracheale buizen: een in vitro onderzoek. J Biomech 38 (1): 33-7
- Brunner JX, Laubscher TP, Banner MJ, Iotti G, Braschi A (1995) Eenvoudige methode om de totale expiratoire tijdconstante te meten op basis van de passieve expiratoire flowvolumecurve. Crit Care Med 23: 1117-1122
- Lourens MS, van den Berg B, Aerts JG, Verbraak AF, Hoogsteden HC, Bogaard JM (2000) Expiratoire tijdconstanten bij mechanisch beademde patiënten met en zonder COPD. Intensive Care Med 26 (11): 1612-1618