Mechanical Ventilation

1. 적응증 - 2 types of respiratory failure

1) Hypoxic respiratory failure

FiO2 > 0.6에서 SaO2<90%일 때

2) Hypercarbic respiratory failure

minute ventilation이 감소하거나 physiologic dead space가 증가되는 상태

예> neuromuscular disease(myasthenia gravis, myopathy)

respiratory muscle fatigue(asthma, COPD, restrictive lung disease로 인해

workload가 증가하는 경우)

* acute hypercarbic respiratory failure

PaO2 > 50mmHg & pH < 7.30 => mechanical ventilation필요

hypercarbic respiratory failure에서 ventilator tx의 목적은 CO2 tension을

변화시켜 arterial pH를 정상화하는 것이다.

* Permissive hypercapnia

severe obstructive or restrictive lung disease환자에서 airway pressure가 증가해있어

tidal volume이 제한될수 있고 pH normalization이 어느정도 불가능한데 이런 상태를

permissive hypercapnia라 한다.

2. Modes - triggered, cycled & limited (Tab 266-1)

① triggered : cycle을 시작할 때 inspiratory effert에 의해 trigger되느냐, 아니면 time-based

signal에 의해 trigger되느냐를 결정

② cycle : inspiration 끝을 결정

i) volume cycled ventilation : 특정 tidal volume이 환자에게 전달되면 inspiration종료

ii) pressure cycled

iii) time cycling

iv) flow cycling

③ limiting fator : operator-specified value

예> airway pressure를 limiting factor로 정한 경우 주어진 특정 압력을 넘어서면

inspiratory flow가 중단됨.

1) ACMV(Assist Control Mode Ventilation)

- inspiratory effort or timer signal에 의해 trigger

- volume-cycled

- rate : operator-specified backup rate

- rate는 우세한쪽이 선택됨

- ventilation시작때 추천되며 weaning때는 부적합

(∵ 환자가 호흡이 있을 때 full assistance하기 때문에)

tachypnea가 있을 때 nonrespiratory or nonmetabolic factor(anxiety or pain or airway

irritation)가 있으면 respiratory alkalemia발생가능(-> myoclonus or seizure)

- cycle동안 충분히 exhalation할 시간이 없다면 dynamic hyperinflation(=auto-PEEP)발생

가능

2) SIMV(Synchronized intermittent mandatory ventilation)

* ACMV와의 주요한 차이점은

i) 자발호흡 허용

ii) 미리 정해진 횟수만큼 도와줌

tachypnea환자에서 사용하긴 어렵다. 만약 tachypnea가 resp or metabolic acidosis에

대한 반응으로 생겼다면 ACMV로 change하여 minute ventilation을 증가하여 pH를 정상화

하면서 underlying process를 더 evaluation한다.

3) CPAP(Continuous positive airway pressure)

fresh gas만 제공

operator-specified pressure : 0-20 cmH2O

extubation potential을 평가하기 위해 사용

4) PCV(Pressure-control ventilation)

time-triggered, time-cycled, pressure limited(-> operator가 결정)

tidal volume, inspiratory rate는 종속적

barotrauma환자에서 적합(∵airway pressure가 제한되므로)

postop thoracic surgical patient

minute ventilation & TV을 monitor해야 한다.

(∵ rate에 따라 minute ventilation이 변하므로)

* 주문제는 patient-ventilator asynchrony(time-cycled, time-triggered때문)

그러므로 대부분의 환자는 heavy sedation이 필요하므로 hemodynamically unstable한

환자에선 해롭다.

5) PSV(Pressure-support ventilation)

- patient-triggered, flow cylced, pressure limited.

- weaning을 위해 설계됨

- PSV + SIMV combination하여 사용가능

- weaning pt에서 대부분 tolerable

3. Ventilated pt치료에 있어서의 Guidelines

respiratory function이 호전되면 가장 먼저 PEEP과 supplemental O2를 줄인다.

FiO2≤0.5, PEEP ≤5 cmH2O에서 적절한 SaO2가 유지되면 mechanical ventilatory support

level을 줄일려고 시도해야 한다.

full ventilatory support를 받았다면 weaning에 들어가도록 한다.

(SIMV, PSV or SIMV+PSV)

4. General support in the ventilated patient

① immobilized pt : DVT risk

=> subcutaneous heparin and/or pneumatic compression bouts

② diffuse GI mucosal injury에 대한 prophylaxis

H2 blocker, antacid, cytoprotective agent(carafate) : 효과적

③ nutrition support : 72시간내에 시작해야 한다.

④ dealyed gastric emptying : promotility agent(cisapride or metoclopramide)를 사용한다.

5. Complications of mechanical ventilation

1) Pulmonary Cx - barotrauma, nosocomial pneumonia, oxygen toxicity

tracheal stenosis, resp. deconditioning

① Barotrauma > 50 cmH2O 일 때 발생

interstitial emphysema, pneumomediastinum, subcutaneous emphysema

- airway pressure가 감소하면 회복

pneumothorax - thoracostomy필요

② nosocomial pneumonia

72시간이상 intubation시 high risk

endotracheal tube cuff주위로 small leak되어 aspiration됨.

*mc organisms : GNB, S. aureus, anaerobic bacteria

mechanical ventilation시 E-tube, upper airway에 bacteria가 colonization하므로

nosocomial pneumonia를 진단하기 위해서는

airway secretion의 "protected brush" bronchoscopic sampling이 필요하다.

=> colonization과 infection을 감별하기위해 quantitative microbiologic technique을

시행한다.

③ Oxygen toxicity

72시간이상 FiO2 ≥ 0.6 일때

free radical때문

* 예방 : PEEP사용으로 FiO2를 0.6이하로 낮춘다.

antioxident의 사용은 실험중

④ Hypotension

intrathoracic pressure↑ -> venous return ↓

2) GI effect

positive-pressure ventilation

-> stress ulceration : H2 blocker, sucralfate prophylaxis

mild to moderate cholestasis

∵ intrathoracic pr↑ -> PV pr↑, self limited.

6. Weaning

1) Suction시 cough

good indicator of a patient's ability to mobilize secretion

2) Weaning index(회/min/L)

: 호흡횟수/Tidal volume

mechanical assistance없이 105미만이면 successful extubation가능함.

3) Acceptable chest wall & diaphragm function을 나타내는 indicator

i) inspiratory pressure > -30 mmH2O

ii) Vital capacity > 10 mL/kg

4) alveolar ventilation의 적절성

pH 7.35-7.40에서 CO2제거가 충분하며,

FiO2 < 0.5, PEEP ≤ 5 cmH2O에서 SaO2 > 90%일 때 alveolar ventilation은 적절하다고

본다.

5)* T-piece & CPAP weaning

: 짧은기간 mechanical ventilation을 시행하였거나 respiratory muscle reconditioning이

필요없을 때

* SIMV & PSV

: 오랜 기간 intubation하였거나 점차적인 respiratory muscle reconditioning이 필요한 경우

(1) T-piece weaning

brief spontaneous breathing trial with supplemental O2

5 min/hr -> 1hr rest(interval) -> 5min/hr

5->10 분으로 점차 증가시켜 결국 환자가 수시간동안 ventilator independent상태가

되면 extubation을 시도할수 있다.

(2) CPAP weaning

T-piece와 유사하나 spontaneous breathing시 CPAP mode가 전달된다는 차이가 있다.

(3) SIMV weaning

호흡횟수가 25회/분 이상이면 일반적으로 resp. muscle fatigue를 의미하며

exercise & rest period를 combine하는 것이 필요하다.

환자가 4회미만에서 stable할때까지 exercise period를 점차 증가시킨다.

(4) PSV weaning

volume-cycled ventilation에서 환자가 필요로하는 peak insp. pressure보다 약간 아래에

setting한다.

resp. rate가 분당 25회가 될 때까지 pressure support level을 점차 5cmH2O씩 감소시킨다.

support가 필요없을 때 extubation한다.