Данилов А.Ф.
Ветеринарный центр “Зоовет»

Дыхание — совокупность процессов, обеспечивающих потребление кислорода и выделение двуокиси углерода в атмосферу. В основе дыхательной функции лежат тканевые окислительно-восстановительные процессы, обеспечивающие обмен энергии в организме.

Типы дыхания. У животных различают три типа дыхания: реберный (грудной) —  характеризуется при вдохе преобладающим сокращением наружных межреберных мышц; диафрагмальный (брюшной) —  когда расширение грудной клетки происходит преимущественно за счет сокращения диафрагмы; реберно-брюшной —  когда вдох обеспечивается в равной степени межреберными мышцами, диафрагмой и брюшными мышцами. Последний тип дыхания свойственен сельскохозяйственным животным. Изменение типа дыхания, может свидетельствовать о заболевании органов грудной или брюшной полости. Например, при заболевании органов брюшной полости преобладает реберный тип дыхания, так как животное оберегает больные органы.

Регуляция внешнего дыхания

В соответствии с метаболическими потребностями дыхательная система обеспечивает газообмен О2 и СО2  между окружающей средой и организмом. Эту жизненно важную функцию регулирует сеть многочисленных взаимосвязанных нейронов ЦНС, объединяемых в комплексное понятие «дыхательный центр». При воздействии на его структуры нервных и гуморальных стимулов происходит приспособление функции дыхания к меняющимся условиям внешней среды. Структуры, необходимые для возникновения дыхательного ритма, находятся в продолговатом мозге.

Респираторная система животных подразделяется на два больших отдела: Верхние дыхательные пути (нос, пазухи, ротовая полость, гортань).- В них происходит увлажнение, и согревание атмосферного воздуха.

Нижние дыхательные пути, которые в свою очередь подразделяются  на две зоны: Проводящую( трахею, бронхи, бронхиолы)- «мёртвое пространство»

Дыхательную (дыхательные бронхиолы, альвеолярные ходы, альвеолярные мешочки, альвеолы)

Лёгочные объёмы

В физиологии дыхания различают несколько динамических лёгочных обьёмов, меняющихся в зависимости от функционального состояния системы внешнего дыхания. Выделяют следующие основные лёгочные объёмы ( по русскоязычной и международной номенклатуре).

ДО— дыхательный объём (VT – Tidal Volume): это объём дыхательного газа во время спокойного вдоха и выдоха. У животных описано три способа определения ДО.

  1. 10-18 мл\кг (H. Schebitz)
  2. до 8 кг – вес в кг умножается на 20; массой тела от 8 до 14 кг – вес в кг умножается на 15; массой тела от 14 до 25  кг – вес в кг умножается на 12; массой тела свыше 25 кг – вес в кг умножается на 10. (О.Б. Павлов, О.Т. Прасмыцкий)
  3. VT = 7.69 kg1.04 , или  8 мл\кг для больших животных, 10 мл\кгдля мелких животных. (Jeff Ko, DVM, MS, DACVA)

МОД — объем воздуха, проходящий через легкие за 1 минуту.

МОД = ДО *  ЧДД     Примерно равен 150 мл\кг\мин (H. Schebitz)

РОВд – резервный объём вдоха (IRV – Inspiratory Reserve Volume): дополнительный объём, который животное может вдохнуть по окончании спокойного вдоха.  Составляет примерно 100-150 %  от ДО.

РОВыд – резервный объём выдоха (EVR – Expiratory Reserve Volume ): дополнительный объём который животное может выдохнуть после окончания спокойного выдоха. Составляет примерно 100 – 120 % от ДО.

Евд — емкость вдоха (IC – Inspiratory Capacity): объём максимального вдоха после спокойного выдоха. Равен  ДО + РОВд (VT + IRV)

ЖЕЛ – жизненная ёмкость лёгких (VC – Vital Capacity) Один из важнейших показателей функции внешней вентиляции; представляет собой объём максимального выдоха (вдоха), после максимального вдоха (выдоха): ЖЕЛ = ДО + РОВыд + РОВд (VC = VT + EVR + IRV)

Снижение этого показателя более чем на 1\3 от нормы говорит о серьёзной функциональной недостаточности системы внешнего дыхания (снижения податливости лёгких, прогрессирование обструктивной патологии,нарушение нейромышечного управления дыханиемс и т.д.).

ОО – остаточный объём (RV – Residual Volume): объём, остающийся в лёгких после максимального выдоха.

ФОЕ – функциональная остаточная ёмкость (FRC – Functional Residual volume): представляет собой объём газа, который остаётся в лёгких после спокойного выдоха.

ФОЕ = РОВыд + ОО (FRC = ERV + RV) Состовляет примерно 300-400 % от ДО.

Косвенно ФОЕ коррелирует с площадью газообмена. ФОЕ уменьшается при: ожирении, снижении тонуса диафрагмы, беременности, рестриктивной патологии лёгких и т.д.

ОЕЛ – общая ёмкость лёгких (TLC – Total Lung Capacity): объём лёгких во время максимального вдоха.

Растяжимость лёгочной ткани (податливость(compliance)) – это мера упругости лёгочной ткани т.е. её податливость. Истинную эластическую податливость лёгких отражает так называемый статический комплайнс (Cst) в норме она равна 50 мл\см.вод.ст., и вычисляется по формуле Cst.=Vt\Pplat-PEEP

Сопротивление дыхательных путей (resistance) –сопротивление контура и трахиобронхиального дерева на вдохе. Верхняя граница инспираторного сопротивления – 5 см вод.ст./л∙сек рассчитывается по формулеR= 8 η l\ 3,14r2 где: η-это вязкость газа, l — длинна трубки(бронхов), r – радиус трубки (бронха) или RI = PD – PplatoInsp /Flow, где RI – инспираторное сопротивление, Flow – поток (обычно пиковый поток респиратора), PD — пиковое давление в дыхательных путях, PplatoInsp — давление на плато вдоха (в условиях окончания вдоха и остановки потока). Увеличение инспираторного сопротивления свидетельствует об ухудшении проходимости трахео-бронхиального дерева из-за бронхоспазма, отека, скопления мокроты.

Дыхательная недостаточность(ее виды и терминальные состояния при которых она возникает).

— это неспособность легких превратить притекающую к ним венозную кровь в артериальную.

(Зильбер, 1978)

— тяжелое нарушение обмена дыхательных газов.

(M.A.Grippiz, 2001)

Основные механизмы развития недостаточности дыхания заключаются в нарушении процессов вентиляции, перфузии, диффузии, а также их количественного соотношения

Острую дыхательную недостаточность подразделяют по патогенезу на: вентиляционную и паренхиматозную [Ю. Н. Шанин, А. Л. Костюченко, 1975]. К вентиляционной относят дыхательную недостаточность, развившуюся в результате поражения дыхательного центра любой этиологии, нарушении передачи импульсов в нервно-мышечном аппарате, повреждении грудной клетки, легких и т.п. Паренхиматозная форма может быть обусловлена развитием обструкции, рестрикции, констрикции дыхательных путей, нарушениями диффузии газов и кровотока в легких.

По этиологии выделяют 6 видов ОДН :

  • Центрального генеза (ЧМТ, повышение ВЧД и отёк мозга любой этиологии,        н\о головного мозга, интоксикации, медикаментозное воздействие на головной мозг и т.д.).
  • Нарушение нейро – мышечной передачи ( столбняк, миастении, кахексия, травмы спинного мозга, метаболические расстройства ( гипокалий – магнийемия), введение миорелаксантов)).
  • Нарушение целостности дыхательного аппарата (торако – диафрагмальная) (травмы грудной клетки, множественные переломы рёбер, разрыв диафрагмы, высокое стояние диафрагмы( асцит, заворот желудка, ожирение), пневмо-гидро-гемоторакс, болевой синдром при торакальных операциях)).
  • Бронхолегочная
  1. Обструктивная ( ларинго-, бронхо-, бронхиолоспазм (астма), инородное тело в дыхательных путях, н\о дыхательных путей, нарушение дренажной функции бронхов и т.д.).
  2. Рестриктивная (полисегментарная пневмония, ОРДС, синдром Мендельсона, отёк лёгких любой этиологии).
  • Перфузионная (ТЭЛА, гиповолемия (кровопотеря, дегидратация))
  • Смешанная

ИВЛ – основные понятия, режимы, особенности использования в клинических ситуациях (ЧМТ, отёк лёгких, травма грудной клетки, пневмоторакс, гемоторакс, шок, поражения спинного мозга, ОРДС, астматический статус, эпистатус, общая анестезия, реанимационные мероприятия.

Основные понятия

Триггер (trigger – запуск) – запуск аппаратного вдоха ( инициируется аппаратом (задаётся врачём), пациентом, врачём (вручную)).

Условн. обозначения   Ед.измерения

—                Ppeak          cm.H2O            Пиковое давление вдоха
—                Ppause        cm.H2O            Давление паузы вдоха
—                Pmean        cm.H2O            Среднее давление в дыхательных путях
—                PEEP          cm.H2O            Положительное давление конца выдоха (ПДКВ)
—                PEEPtot.     cm.H2O            Общее ПДКВ
—                VTi               ml                   Объём вдоха (ДО)
—                VTe              ml                    Реальный выдыхаемый объём
—                MVe(Ve)    L\min                Минутныйобъём дыхания (МОД)
—                Vexp.          L\min                Пиковый экспираторный поток (Flow)
—                Vinsp.         L\min                Пиковый инспираторный поток (Flow)
—                Freq (f)        b\min                Частота Принудительного Дыхания
—                I : E                —-                 Отношение вдоха к выдоху
—                Cs               ml\cm H2O        cтатическая податливость лёгких (комплайнс)
—                Re               cm.H2O \L\s      сопротивление на выдохе (резистайнс)
—                Ri                cm.H2O \L\s      сопротивление на вдохе (резистайнс)
—                ETS        ml\s; cm.H2O        чувствительность экспираторного триггера
—                О2 insp.            %                  концентрация О2  в смеси на вдохе
—                ETCO2            %                   концентрация СО2 конца выдоха

Эти показатели вы можете задавать при проведении МВЛ, либо мониторировать.

В принципе, если это позволяет ваш аппарат ИВЛ, вы можете задать следующие настройки: Ppeak, PEEP, VTi, MVe(Ve), Freq (f), I : E,  Vinsp.,  О2 insp. Остальные параметры ваш аппарат ИВЛ может мониторировать (при условии, если в нём есть необходимые функции).

Показания к искусственной вентиляции лёгких:

  1. Отсутствие самостоятельного дыхания (апноэ).
  2. Остро развившиеся нарушения важных параметров дыхания (ритма, частоты и глубины):
    -полипное (тахипноэ), когда цель дыхания сводится к обеспечению кислородом дыхательных мышц (высокая цена дыхания), если оно не связано с гипертермией, выраженной неустранённой гиповолемией (в последних случаях нужно попытаться устранить эти причины).
    — некоторые (аритмичные) патологические и агональные типы дыхания
  3. Клиническое проявление нарастающей гипоксии и/или гиперкапнии, если они не исчезают после проведения консервативной терапии — адекватного обезболивания, оксигенотерапии, ликвидации опасного для жизни уровня гиповолемии и грубых нарушениях метаболизма — и после проверки проходимости дыхательных путей!
  4. Нарушение защитных рефлексов гортани.

Первые три пункта являются абсолютными показаниями к проведению ИВЛ.

Механический вдох состоит:

  1. Начала вдоха (фаза запуска)
  2. Собственно вдох (фаза доставки дыхательного потока)
  3. Окончание вдоха (фаза переключения с вдоха на выдох)

Классификация основных режимов ИВЛ:

VCV- Volum Control Ventilation — Вентиляция с контролем по Объёму

PCV— Pressure Control Ventilation – Вентиляция с управляемым давлением

IMV – (Intermittent Mandatory Ventilation) – Перемежающаяся (периодическая) принудительная вентиляция

SIMV — (Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation) – алгоритм синхронизированной перемежающейся обязательной вентиляции

CMV — (Control Mandatory Ventilation) – IPPV (Intermittent Positive Pressure Ventilation) — режим контролируемой обязательной вентиляции

Assist Control — SIPPV (Synchronized Intermittent Positive Pressure Ventilation) алгоритм контролируемой поддержки

PSV — (Pressure Support Ventilation) – режим вентиляции с поддержкой давлением (аналог Pressure Support)

VAPS — (Volume Assured Pressure Support) — режим гарантированного объема при поддержке давлением

CPAP (Continuous Positive Airway Pressure) – режим постоянного положительного давления в дыхательных путях

BIPAP — (Biphasic Positive Airway Pressure) – режим двухфазного положительного давления в дыхательных путях

 

HFV – (High Frequency Ventilation) – Высокочастотная ИВЛ

Исскуственная вентиляция лёгких при некоторых клинических состояниях.

ИВЛ при кардиогенном отёке лёгких и Остром Респираторном Дистресс Синдроме

Задачи ИВЛ:

  1. Сохранение функциональной способности относительно «здоровых» непоражённых зон лёгких.
  2. Вовлечение в газообмен спавшихся, но ещё способных к расправлению участков лёгочной ткани
  3. Поддержание потенциально вентилируемых зон лёгких в «открытом» состоянии, предупреждение их экспираторного коллапса (концепция открытых лёгких).
  4. Мониторинг границы положительного влияния ИВЛ на сердечный выброс(СВ).

Параметры ИВЛ: Режим А\С; SIMV, FiO2-0,4-0,6, VT- 6-8мл\кг, Отношение I:E-1:2, Ppeak— не более 35 см.вод.ст.(с тенденцией к снижению), PEEP- 10-15 cм.вод.ст. (при повышение PEEP выше 15 см.вод.ст. контроль СВ!)

ИВЛ при Черепно Мозговой Травме (ЧМТ)

Задачи ИВЛ:

  1. Поддержание достаточного МОД при нарушении центрального контроля
  2. Поддержание нормо или умеренной гипервентиляции (SpO2 не менее 92-95%)
  3. Поддержание умеренной гипокапнии PaCO2 – 30-35 мм.рт.ст.

Параметры ИВЛ: режим А\С , FiO2-0,4-0,6, VT- 10-12 мл\кг, Отношение I:E – 1:2-2,5, Ppeak– не более 25-28 см.вод.ст., PEEP- не более 5 см.вод.ст. Pmean-не более 10-12 cм.вод.ст.

ИВЛ при травме грудной клетки

Задачи ИВЛ:

  1. Поддержание внешней вентиляции и оксигенации
  2. Профилактика баротравмы как фактора провоцирующего пневмоторакс.
  3. Пневматическая стабилизация грудной клетки,ограничение её излишней подвижности.

Параметры ИВЛ: режим SIMV, FiO2-0,4-0,8,VT- не более 10 мл\кг, Ppeak– не более23-26 см.вод.ст., PEEP- не более 5 см.вод.ст.

ИВЛ при пневмотораксе

Задачи ИВЛ:

  1. Максимально увеличить время выдоха, чтобы обеспечить декомпрессию и выход задержанного газа (Tin до 0,25 — 0,30 сек.) при неизменной частоте.
  2. Максимально уменьшить РЕЕР до 1-2 см. для уменьшения сопротивления на выдохе.
  3. Максимально уменьшить пиковое инспираторное давление и, следовательно, ДО с целью предупреждения больших колебаний давления в дыхательных путях.

ИВЛ при воспалительных процессах или травме брюшной полости

Задачи ИВЛ:

  1. Преодоление повышенного давления в брюшной полости
  2. Разгрузка дыхательных мышц (в частности диафрагмы)
  3. «Раскрытие лёгких»

Параметры ИВЛ: режим SIMV, A\C, FiO2-0,4-0,8, Ppeak– 35-40 см.вод.ст., PEEP-10-15 см.вод.ст.

ИВЛ при обострении астмы

Задачи ИВЛ:

  1. Обеспечение адекватного выдоха
  2. Должны бытьприняты меры по диагностике и компенсации внутреннего PEEP
  3. Повышение давления вдоха для преодоления обструкции дыхательных путей.

Параметры ИВЛ: режим SIMV (с вентиляцией по объёму), FiO2-0,6-0,8, Ppeak– 40-45 см.вод.ст., Ppause – до 30 см. вод. ст., PEEP – 0,  VT- 12-15 мл\кг, отношение I:E – 1: 2,5-3,5

ИВЛ при гемморагическом, гиповолемическом, септическом шоке

Задачи ИВЛ:

  1. Применение ИВЛ при выраженной гипоксии, обеспечение адекватной вентиляции и SpO2
  2. По возможности сохранение спонтанного дыхания и применение вспомогательных режимов ИВЛ.
  3. Контроль за отрицательным влиянием ИВЛ на гемодинамику и сердечный выброс.

Параметры ИВЛ: режим SIMV,CPAP,BIPAP, FiO2-0,6-0,8, Ppeak– 13-16 см.вод.ст., VT- 8-10 мл\кг, PEEP- 2-3 см.вод.ст., отношение I:E – 1:1-2.

 

Список использованной литературы:

  1. H. Schebitz «Оперативная хирургия собак и кошек»
  2. С.В Царенко «Практическийкурс ИВЛ»
  3. О.Е.Сатишур «Механическая вентиляция лёгких»
  4. П.А.Брыгин «Методы и режимы современной искусственной вентиляции лёгких» Nystrom, MD «Вентиляционная поддержка новорожденных»
  5. Е.В.Суслин «Искусственная и вспомогательная вентиляция лёгких».
  6. Б.Д. Зислин «(ВЧ ИВЛ): вчера, сегодня, завтра»
  7. Аверин А.П. «Особенности проведения традиционной искусственной вентиляции легких у новорожденных»
  8. Дж.Эдвард Морган-мл.,Мэгид С. Михаил. «Клиническая анестезиология».
  9. Вингфилд В.Е. «Секреты неотложной ветеринарной помощи: Кошки и собаки».