Basisprincipes van mechanische
ventilatie
Philippe Meersseman, MDMedical Intensive Care UnitGeneral Internal Medicine
University Hospitals Leuven
Philippe MeerssemanMedical intensive care unit
Leuven
• Use different types of
ventilation modi
• Avoid complications
• Ventilate in specific
pathology
Negative-pressure ventilation (“iron lung”)
Indeling van beademingsvormen
Negative-pressure ventilation (“iron lung”)
Positive-pressure ventilation
• niet-invasief
• invasief
Indeling van beademingsvormen
Indicaties voor niet-invasieve ventilatie
COPD
Acuut longoedeem
Post-extubatie
Bij immuungecompromiteerde patient
Indicaties voor invasieve ventilatie
Peroperatief
Luchtwegprotectie
Ventilatoir falen: ↑pCO2
Indicaties voor invasieve ventilatie
Peroperatief
Luchtwegprotectie
Ventilatoir falen: ↑pCO2
Oxygenatie falen: ↓pO2 (SpO2)
Indicaties voor invasieve ventilatie
Peroperatief
Luchtwegprotectie
Ventilatoir falen: ↑pCO2
Oxygenatie falen: ↓pO2 (SpO2)
Shock
IPPV ACV CMV VC-CMV
PC-CMV PCV BIPAP MMV
IPPV-assist IMV SIMV BIPAP-assist
PSV VSV ASB APRV
PAV CPAP CPAP-ASB
Beademingsmodi
Keuze modus met aanpassingsknoppen
Curves en trends
Meetwaarden
Alarmen
Alarm silence!
Extra’s
ET tube
Ventilator Tubing
Major Airways
Alveoli
Thoraxwand
PEEP
O2
Gemeten P
Principes
ET tube
Ventilator Tubing
Major Airways
Alveoli
Thoraxwand
PEEP
CO2
Volume Pressure
controlled controlled
Mandatory breaths CMV PCV
Spontaneous breaths PSV
Beademingsmodi
VC-CMV of IPPV
Je stelt een bepaald volume, flow en
frequentie in en ifv de luchtwegweerstand
en long/thoraxcompliantie krijg je een
bepaalde druk.
Maw volume is constant, drukken variëren.
ET tube
Ventilator Tubing
Major Airways
Alveoli
Thoraxwand
PEEP
Gemeten P
Pplat
Ppeak
PplatBaseline pressure
Ti Te
Pplat - PEEP = TV/C
Pplat
Ppeak
Pplat
Ppeak - Pplat = RxV.
Pplateau stijgt indien:
PEEP hoger (iPEEP en/of ePEEP)
TV hoger
Totale compliantie (long en thorax) lager:
ARDS
Longoedeem
Atelectase
Re hoofdstamintubatie
Spanningspneumothorax
Stijve thoraxwand (abdominale opzetting,
kyfoscoliose,…)
….
Pplat - PEEP = TV/C
Ppiek stijgt indien:
Alle factoren die Pplat verhogen
Toename ademweerstand
bronchospasmen
nauwe ETT
overvloedige secreties
Verhogen flow
Ppeak - Pplat = RxV.
Acute respiratoire
deterioratie
Peak inspiratory
pressure
Plateau pressure
• luchtlek
• hyperventilatie
• longembolen
• extra-thoracaal
• aspiratie
• bronchospasme
• secreties
• tube obstructie
verminderde
compliantieluchtwegobstructie
• atelectase
• auto-PEEP
• pneumothorax
• longoedeem
• ARDS
• abdominale opzetting
• asynchronie
Instellingen van de ventilator
? ? ? ?
? ?i:e = ?
I:E = 1:2
Instellen alarmgrenzen
PCV/BIPAP
Je stelt een bepaalde druk en bepaalde
frequentie in en ifv de luchtwegweerstand
en long/thoraxcompliantie krijg je een
bepaalde volume en bepaalde flow.
Maw druk is constant, teugvolume en flow
varieert.
ET tube
Ventilator Tubing
Major Airways
Alveoli
Thoraxwand
PEEP
Gemeten P
Flow = dP/R
Instellingen van de ventilator
10
TV zal dalen en zo ook MV PaCO2 stijging en pH daling
Instellen alarmgrenzen
PSV of CPAP-ASB
Je stelt een bepaalde trigger in (flow of
druk). Als patient voldoende triggert dan
blaast het toestel de lucht in met een druk
die je hebt ingesteld. Afhankelijk van
luchtwegweerstand, compliantie en eigen
ademarbeid zal je bepaald volume krijgen.
De ademhalingsfrequentie bepaalt de
patient zelf.
Instellingen van de ventilator
PSV
21
16
5
Instellen alarmgrenzen
Indicaties
FiO2 < 60%, HD stabiel.
Zo snel mogelijk.
Patient moet ademhalingsbeweging zelf kunnen doen.
Ook gebruikt tijdens weaningsfase.
Stel de diagnose op basis van volgende curven!
Emfyseempatiënt
Longfibrose
Astmapatiënt
Postoperatieve patiënt zonder
longpathologie
1 2
3 4
Casus 1: ♀, 33 j
VG: voor 1 jaar perforatie Mirena spiraal, verwijderd uit
abdomen, meteen nieuwe geplaatst
HP: opname SPG:
koorts, onderbuikspijn, mictalgie
KO: BD: 118/63 pols:127/min T:39° 55 kg
AHF 28/min sat 100%
Gnc: slingerpijn +++, groen verlies, spiraal aanwezig
Labo
Echo : geen abcescollecties
Behandeling:
verwijderen spiraaltje
vochtresuscitatie
AB (Tavanic + Tiberal) na culturen
Klinische evolutie:
BD: 147/71 Pols: 128/min
Masker 15l O2, RR 44/min:
pH: 7.33
pO2: 51.6
pCO2: 40
HCO3 19
lact: 3
Wat gaan we doen?
Nog meer zuurstof geven?
Niet-invasief beademen?
Invasief beademen?
Volume Pressure
controlled controlled
Mandatory breaths CMV PCV
Spontaneous breaths PSV
Keuze modus?
Instellingen van de ventilator?
? ? ? ?
? ?i:e = ?
Instellingen van de ventilator?
100 500 1 20
50 5i:e = 1:2
Wat opvolgen na starten
beademing?
Klinisch: bloeddruk, pols, comfort,…
Rx thorax: positie ETT
Bloedgaswaarden na 15 minuten
“Safety parameters”
Sedatie level
Bloedgas
pH 7,3
pO2 40
pCO2 40
Lactaat 5
From: Acute Respiratory Distress Syndrome: The Berlin Definition
JAMA. 2012;307(23):2526-2533. doi:10.1001/jama.2012.5669
• Opdrijven FiO2
Verbeteren oxygenatie (SpO2, PaO2)
Streefdoel bij ARDS: sat 88-92%
FiO2
Snelste manier om oxygenatie te
verbeteren
FiO2 > 60% gedurende aantal dagen is
toxisch!
• FiO2
• I:E ratio
Streefdoel bij ARDS: sat 88-92%
Verbeteren oxygenatie (SpO2, PaO2)
I:E ratio
I:E 1:2
I:E ratio
I:E 1:2
I:E 1:1PEEPi?
• FiO2
• I:E ratio
• Opdrijven PEEP
Streefdoel bij ARDS: sat 88-92%
Verbeteren oxygenatie (SpO2, PaO2)
Positive end expiratory pressure
(PEEP)
gecollabeerde alveolen recruiteren zonder
overdistentie te hebben van andere
alveolen.
Alveolen open houden tijdens expiratie
(FRC verhogen) om zo herhaalde collaps
te voorkomen
Verbetering oxygenatie (dr minder
shuntering) en zo FiO2 < 60%
En dit alles zo veilig mogelijk (HD en resp)
Dependent lung zones
1. Alveolaire overdistentie (en verminderde compliantie)
in “non-dependent” zones: barotrauma.
2. Dichtnijpen van capillairen rond alveolen met
overdistentie : toename dode ruimteventilatie en
hypoxemia.
3. Verminderen veneuze retour door hoge
intrathoracale druk : verminderen CO (zeker bij
hypovolemie!). Opm: kan nuttig zijn in hartfalen!
4. Verhoogd ICP
PEEP: Neveneffecten
Ideale PEEP ?
FIO2 30 40 50 60 70 80 90 100
PEEP 5 5-8 8-10 10 10-14 14 14-18 18-24
Per patient te bekijken!
FiO2
• FiO2
• I:E ratio
• PEEP
• ↓O2 verbruik bv koorts aanpakken, sederen
en curariseren,…
• Andere: buikventilatie, NO, HFOV, inversed
ratio ventilatie, ECMO, negatieve
vochtbalans,.…
Streefdoel bij ARDS: sat 88-92%
Verbeteren oxygenatie (SpO2, PaO2)
Optimaliseren ventilatie (PaCO2)
VCO2 x 0.863
PaCO2 = ---------------------
VA
VCO₂: CO2-produktie (ml/min STPD)VA: VE-VD (l/min BTPS)
VE: totale minuutvolume ventilatie
VD: dode ruimte ventilatie
0.863: conversie naar mmHg
PACO₂ = PaCO₂
Hoge TV veroorzaken inflammatoire repons in de
long (VILI) die verder aanzet tot systemische
inflammatie, leidend tot MOF
Kleinere TV (≤ 6 ml/kg) met Pplat beperkt (≤ 30
cmH2O):
Lagere mortaliteit
Verkorten duur MV
Vermindert ander orgaan falen
NEJM 2000
VCO₂: CO2-produktie (ml/min STPD)VA: VE-VD (l/min BTPS)
VE: totale minuutvolume ventilatie
VD: dode ruimte ventilatie
0.863: conversie naar mmHg
PACO₂ = PaCO₂
Gevaar van lage TV?
VCO2 x 0.863
PaCO2 = ---------------------
VA
Permissieve hypercapnie
Frequentie hoger
Bloedgaswaarden na instellen
ventilator:
pH 7.27
pO2 60.4 mmHg
pCO2 54.1 mmHg
Sat 89.3 %
ARDS ventilatie = long protectief:
nl ARDS
FIO2 (%) 30 ≤ 60% (tot 100%)
TV (ml/kg) 8-10 (4?) 6
F (/min) 12-15 20-30
PEEP 5 5-24
i/e 1/2 1/1
Flow 40 60
ARDS streefwaarden:
P plat ≤ 30 cmH2O
pO2 55-80 mmHg, SaO2 88-92%
pCO2: permissieve hypercapnie:
tot pH 7.2 (of zelfs 7.15)
Casus 2: ♀ 40 j
VG: infectieuze bronchitis
HP: SPG: sinds 2 d dyspnee
R/ Proflox, Symbicort, Ventolin
KO: BD 140/80, pols 130/min
T 37.0, G=67kg
AHF 24-30/min
uitgesproken bilaterale wheezing
labo
BGW 5 l O2
R/ bronchodilatatie
AB
CS
Evolutie:
AHF daalt 16/min
hulpademhalingsspieren +++
BGW:
Gecontroleerd of spontaan?
Volume- of drukgestuurd?
?? ??
? ?i:e = ?
Volume gecontroleerd
? ??
? ?i:e = ?
Volume gecontroleerd
Status asthmaticus
Bronchusobstructie
↑ademarbeid
Airtrapping/Hyperinflatie
autoPEEP
Auto-PEEP
Nadelen hyperinflatie/autoPEEP
↑ dyspnee gevoel
↑ dode ruimte ventilatie
↑ ademarbeid
Risico barotrauma
Risico hemodynamische instabiliteit
Hoe auto-PEEP meten?
Expiratory hold
Preventie/aanpak auto-PEEP
Verminder TV (6-8 ml/kg)
? ?
? ?i:e = ?
Verminder TV (6 (-8?) ml/kg)
Preventie/aanpak auto-PEEP
Verminder TV (6-8 ml/kg)
Verleng de tijd voor expiratie:
Verminder de frequentie (10-15/min)
Preventie/aanpak auto-PEEP
?
? ?i:e = ?
Verminder TV (6-8 ml/kg)
Verleng de tijd voor expiratie:
Verminder de frequentie (10-15/min)
Preventie/aanpak auto-PEEP
Verminder TV (6-8 ml/kg)
Verleng de tijd voor expiratie:
Verminder de frequentie (10-15/min)
Verhoog inspiratoire flowsnelheid (60-80l/min)
Preventie/aanpak auto-PEEP
?
?i:e = ?
Verminder TV (6-8 ml/kg)
Verleng de tijd voor expiratie:
Verminder de frequentie (10-15/min)
Verhoog inspiratoire flowsnelheid (60-80l/min)
Preventie/aanpak auto-PEEP
Verminder TV (6-8 ml/kg)
Verleng de tijd voor expiratie:
Veminder de frequentie (10-15/min)
Verhoog inspiratoire flowsnelheid (60-80l/min)
Verkort i/e ratio (1/3-1/5)
Preventie/aanpak auto-PEEP
?i:e =1:5,3
Preventie/aanpak auto-PEEP
Verminder TV (6-8 ml/kg)
Verleng de tijd voor expiratie:
Veminder de frequentie (10-15/min)
Verhoog inspiratoire flowsnelheid (60-80l/min)
Verkort i/e ratio (1/3-1/5)
?
Behandel ook onderliggende oorzaak!
BGW onder ventilatie:
Status asthmaticus ventilatie:
nl asthma
FIO2 (%) 30 ≤ 60%
TV (ml/kg) 8 -10 6 - 8
F (/min) 12-15 10 -12
PEEP 5 0
i/e 1/2 1/3-1/5
Flow 40 60-80
Streefwaarden status asthmaticus:
Adequate oxygenatie:Sat 88-92%
Adequate ventilatie met minimaliseren
hyperinflatie:
meet en denk aan autoPEEP
P plat ≤ 30 cmH2O
pCO2: permissieve hypercapnie: tot pH 7,2
Cave: barotrauma!
Weaning
Weaning
• Gunstige evolutie van het ziekteproces
• Hemodynamisch stabiel
• Hoestreflex en voert bevelen uit
• Spontane ademhaling (CPAP-ASB)
• Ventilatoire settings: FiO27,25
Spontaneous breathing trial
(SBT)
• CPAP-ASB met minimale instellingen
• Andere
Kunstneus
T-piece
Spontaneous breathing trial
(SBT)
• CPAP-ASB met minimale instellingen
• Kunstneus
• Cascade
• Gefaalde SBT zo:
• Tachypnee, tachycard
• Hypotens/hypertens
• Aritmieen
• Dalende pH met oplopend PCO2
• Desaturatie
• Initiele settings en type beademing rekening houdend met pathologie en
onderliggende longaandoening en metabole noden (en dit kan dus veranderen
in de tijd)
• Controleer snel het effect op de BGW en kliniek
• Controleer alarmen
• Controleer “safety parameters” (Pplat, auto-peep, FiO2)
• Denk aan auto-PEEP bij hemodynamische achteruitgang
• Beademing is vorm van therapie en dus niet onschuldig
• O2 is een medicament
• “titreer” je beademing
Take home messages
Oxygenatie CO2
FIO2
PEEP
i/e ratio
O2-vebruik
TV
F
Dode ruimte
CO2 productie
Management of the patient on mechanical ventilation is both an art and a science requiring the use
of sound judgment
J.M. Cairo