Drs. R. van den Berg, anesthesioloog-intensivist

Definitie respiratoir falen ALI/ARDS Anatomie Fysiologie normale ademhaling Beademing

Vormen Apparatuur Doelstellingen

Simulator (Evita trainer)

Respiratoir falen is onvermogen van de longen om zijn basistaak,

de gaswisseling, uit te voeren iedere aandoening die het normale ademhalen

beïnvloedt iedere longaandoening waarvoor actieve

(beademings-)behandeling noodzakelijk isRespiratoir falen is een (complex van)

symptomen veroorzaakt door een onderliggend lijden wat directe behandeling behoeft

Incidentie variabel door verschillende definities 78-149 per 100.000 patiënten > 15jr

Mortaliteit 40% bij acuut respiratoir falen 31-60% bij ALI/ARDS

Respiratoir falen is vaak een onderdeel van multi-orgaan falen monitoring van circulatie is essentieel

Ondanks sterk verbeterde behandeling lijkt morbiditeit/mortaliteit niet af te nemen

Acute Lung Injury / Acute Respiratory Distress Syndrome, definitie 1994

Acuut onstaan respiratoir falen Nieuw ontstane bilaterale

infiltraten op X-thorax of CT Afwezigheid van LV-falen

(klinisch of PCWP < 18 mmHg) Hypoxemie met een PaO2 /

fiO2-ratio van 200-300 mmHg / 27-40 kPa bij

ALI <200 mmHg / 27 kPa bij ARDS Onafhankelijk van PEEP-niveau

Probleem met definitie uit 1994 definiëring van LV-falen is vaag PEEP beïnvloedt de mate van hypoxemie en de X-

thorax PaO2 / fiO2-ratio is afhankelijk van fiO2

Lung Injury Severity Score (LISS) Geen relatie met outcome

ALI/ARDS wordt veroorzaakt door Directe longschade (primaire ALI/ARDS) (60%)

Pneumonie Aspiratie Longcontusie Inhalatie Bijna-verdrinking

Indirecte longschade (secundaire ALI/ARDS) (40%) Sepsis Pancreatitis Peritonitis (grote) Chirurgie Trauma

Stadium I (2-7 dagen) Longoedeem tgv capillaire lekkage

Stadium II (1-2 weken) Inflammatie en organisatie van oedeem Hyaliene membranen

Stadium III Fibrosering Structurele veranderingen intrapulmonaal

Kunstmatige indeling van een dynamisch proces

Behandeling afhankelijk van stadium ?

Ademhalen bestaat uit 2 componenten Oxygenatie: het hemoglobine en plasma van

zuurstof voorzien Ventilatie: verwijderen van CO2 uit het bloed

Geautomatiseerd proces gestuurd vanuit de hersenstam op basis van pH en pO2

Normaliter is de inspiratie een actief en de expiratie een passief proces

Adem Minuut Volume (AMV) bestaat uit ademfrequentie teugvolume

Inspiratie Contractie ademhalingsspieren (mn diafragma) Vergroten thoraxholte (intercostaalspieren) Negatieve druk in de pleurale holte Aanzuigen van lucht van buiten naar binnen Alveoli worden gevuld met (een deel van) de

aangezogen hoeveelheid luchtExpiratie

Relaxatie van musculatuur Terugveren van de long en thoraxwand Uitblazen van lucht totdat uitgangssituatie

bereikt is

Fysiologische (totale) dode ruimte is dat deel van het teugvolume / AMV dat niet deelneemt aan de gaswisseling

Fysiologische dode ruimte bestaat uit Anatomische dode ruimte = geleidende

luchtwegen Alveolaire dode ruimte = alveoli die niet of

nauwelijks perfusie ontvangenHet deel van het AMV dat de alveoli

bereikt noemen we alveolair minuutvolume VA=VE-VD

Dode ruimte wordt vaak uitgedrukt in een ratio Vd/Vt Normaliter bedraagt de dode ruimte ventilatie

0,2-0,35 (waarvan 0,15 l anatomische dode ruimte)

Inademingslucht bevat geen CO2 (0,03%) dus Vd/Vt = (PaCO2-PeCO2)/PaCO2

Schoolvoorbeeld: longembolie

Shunting = veneuze bijmengingSituatie waarbij zuurstofarm bloed

gemengd wordt met de systeemcirculatie zonder eerst geoxygeneerd of CO2-vrij gemaakt te worden (rechts-links-shunt)

Shunting wordt vaak uitgedrukt in een ratio Qs/Qt = Shunt-flow / totale flow (=cardiac

output) Qs/Qt = (1-SaO2) / (1-SvO2)

Schoolvoorbeeld: atelectase = gecollabeerd longdeel zonder ventilatie

Ventilatie is niet overal in de long hetzelfde Perfusie is niet overal in de long hetzelfde Beiden zijn houdingsafhankelijk Voor een optimale situatie zijn ventilatie en

perfusie ‘gematched’: V/Q = 1 Hypoxische pulmonale vasoconstrictie Treedt op bij alveolaire pO2 < 8 kPa Aanwezig bij 2/3 van de gezonde populatie

Compliantie Rekbaarheid Volumeverandering per eenheid drukverandering Eenheid = l / cm H2O Hoge compliantie = ‘slappe long’ Lage compliantie ‘= ‘stugge long’

Resistance Weerstand Drukverandering benodigd per eenheid stroomsnelheid Eenheid = cm H2O / l / sec

Ademarbeid (Work Of Breathing = WOB) Hoeveelheid energie die gebruikt wordt voor de

ademhaling Normaliter 1-3% van het totale energieverbruik Bij pathologie tot 10x verhoogd (bv COPD)

Voorwaarden NIV

Non-invasief Masker

Full-face Neus/mond

Helm

Invasief Tracheostomaal Endotracheaal

Oraal Nasaal

Spontane ademhaling Geen hoge drukken ‘Kan even zonder’ Hemodynamisch stabiel Coöperatieve patiënt Luchtweg veilig

(slikken/hoesten) Geen schedeltrauma /

recente GE-chirurgie

Interne bron van gas onder druk ‘uit de muur’ Mixer van kamerlucht en zuurstof

Inspiratieklep / expiratieklep / circuit Beademingsslangen Y-stuk / verbindingsstuk Swivel Meetmodule (O2, CO2)

Aansturingssysteem (bedieningspaneel, monitor, alarmen, software)

Systeem voor patiënt-ventilator-synchronie Inspiratoire trigger (flow / druk) Expiratoire trigger (flow)

Beademingsvorm Begin Inspiratie Expiratie

Controlled Machine(frequentie)

Volume controlOfPressure control

Machine(inspiratietijd)

Assist-control Patient(trigger)Machine(frequentie)

Volume controlOfPressure control

Machine(inspiratietijd)

Assist-spontaneous Patient(trigger)

Pressure control(pressure support)

Patient(exp. trigger)

Spontaneous Patient(trigger)

Pressure control(PEEP / CPAP)

Patient(exp. trigger)

Door de machine Beademingsfrequentie

Door de patiënt / inspiratoire trigger Druktrigger Flowtrigger Drempelwaarde

Volume control Instelling: teugvolume, frequentie, inspiratietijd Machine bepaalt inspiratoire flow Luchtwegdruk is een resultante van

Inspiratoire flow en volumeverandering Passieve impedantie van het respiratoire systeem

Luchtwegweerstand Compliantie Intrinsieke PEEP

Spieractiviteit van de patiënt Kortom: ‘volumegarantie’ zonder controle over

luchtwegdrukken

Pressure control Instelling: inspiratoire druk, frequentie,

inspiratietijd Machine bepaalt inspiratoire flow en druk Teugvolume is een resultante van

Inspiratoire druk opgelegd door de machine Passieve impedantie van het respiratoire systeem

Luchtwegweerstand Compliantie Intrinsieke PEEP

Spieractiviteit van de patiënt Kortom: ‘drukgarantie’ zonder controle over

teugvolume / minuutvolume

Omschakelen van inspiratie naar expiratie Door de machine

Instelling: inspiratietijd, inspiratie als % van cyclus, I:E-ratio

Door de patiënt Instelling: Expiratory Trigger Sensitivity (ETS) Vaak gefixeerde waarde / niet instelbaar

Duur van de expiratie wordt bepaald Door de machine

Beademingsfrequentie en I:E-ratio Door de patiënt

Spontane ademhalingsfrequentie

Essentiële functie van de Neus Geleidende luchtwegen Bypass door endotracheale tube / tracheostoma

Twee varianten in praktijk Passief

Heat Moisture Exchanger (HME / kunstneus) Goedkoop Toename dode ruimte en luchtwegweerstand

Actief Geavanceerd dus duur In de inspiratielijn van het circuit Geen toename dode ruimte / luchtwegweerstand Toename ‘compressible volume’

CO2-eliminatie Oxygenatie Ondersteuning ademhalingsspieren

Management van CO2-balans Sturen van ademminuutvolume

Teugvolume Frequentie

(Sturen van CO2-productie / metabolisme) Beademingslimieten worden bepaald door

Gestelde doelen voor pCO2 en pH Criteria voor veiligheid

Teugvolume Varieert met leeftijd / geslacht / gewicht Voorheen tot wel 12 ml/kg

Beademingsschade (volutrauma) Aantoonbare schade bij beademing < 1 uur bij gezonde

vrijwilligers Tegenwoordig 6 ml/kg IBW pCO2 wordt bepaald door alveolair minuut-volume, NIET het ademminuutvolume

Anatomische dode ruimte normaliter 2.2 ml/kg IBW, in praktijk ook nog dode ruimte door circuit

Minimaal teugvolume 4.4 ml/kg IBW Maximaal teugvolume uitgedrukt in druk

Eindinspiratoire druk / plateaudruk < 30 cmH2O

Frequentie Kan compenseren voor laag teugvolume Bepaald duur van één ademcyclus

Inspiratietijd Expiratietijd

Hoge frequentie = kortere expiratietijd Dynamische hyperinflatie / intrinsieke PEEP Afhankelijk van weerstand en compliantie

Tijdconstante = R x C (weerstand x compliantie) Expiratietijd tenminste 3x de tijdconstante om

intrinsieke PEEP te voorkomen

Oxygenatie is voldoende indien Er geen weefselhypoxie optreedt Er sprake is van normoxemie

Grenswaarde in praktijk 10 kPa (80 mmHg) Minimum waarschijnlijk 8 kPa (60 mmHg)

Variabelen van invloed FiO2

Alveolaire recruitment = aantal alveoli dat deelneemt aan de gaswisseling PEEP I:E-ratio Handhaven van spontane ademhaling Positionering (rug / zij / buik / wisselligging) Recruitment-manoeuvres

Luchtwegdruk aan einde van expiratie PEEP verhoogt kunstmatig het FRC PEEP verbetert de compliantie Voordelen

Verbeterde oxygenatie (Meestal) lagere drukken nodig voor gewenst

ademminuutvolume Voorkomt atelectotrauma Ontlast de arbeid van de linker ventrikel

Nadelen Leidt tot overdistentie / longschade Enorme invloed op hemodynamiek Verhoogt de arbeid van de rechter ventrikel

Twee vormen van PEEP Externe / opgelegde PEEP Intrinsieke PEEP

Intrinsieke PEEP ontstaat wanneer de expiratietijd te kort is om het ingeademde volume

volledig uit te ademen (het ingestelde teugvolume te groot is)

Intrinsieke (auto-) PEEP heeft zelfde effecten als externe PEEP

Intrinsieke PEEP is moeilijk meetbaar Intrinsieke PEEP belemmert druktriggering Intrinsieke PEEP is deels op te heffen door het

instellen van externe PEEP (alléén bij expiratoire bronchiale collaps / COPD)

Ondersteuning ademhalingsspieren Vermindering ademarbeid door op juiste moment

de juiste ondersteuning te geven Patiënt-ventilator-synchronie

Doelstelling Comfortabele patiënt met rustige spontane

ademhaling Geen makkelijke bed-side meting dus

KLINISCHE BLIK

Respiratoir falen komt vaak voor en leidt vaak tot noodzaak tot beademen

Positieve druk-beademing is totaal wat anders dan onze normale ademhaling

Belangrijkste begrippen Luchtwegweerstand Compliantie Dode ruimte ventilatie Shunting Ademfrequentie, inspiratietijd (I:E-ratio), teugvolume, FiO2,

PEEP Twee hoofdvormen van beademing

Volume control Pressure control

Beademing kan levensreddend maar tegelijk ook levensbedreigend zijn!