Μελέτη παρατήρησης της συχνότητας εμφάνισης ταχύπνοιας μη εξαρτώμενης από το αναπνευστικό φορτίο, σε βαρέως πάσχοντες ασθενείς κατά την περίοδο απογαλακτισμού τους από τον αναπνευστήρα

Abstract

General part. Respiratory rate can be considered as a final output of o complex system. This complex system is composed from a central controller, the effectors and the sensors. The central controller (central nervous system) receives information through sensors from the periphery and then through effectors reassess and redefines the arterial blood gases. Ventilation and oxygenation physiologically are considered to be very fine and independent closed system. Yet, in pathological states, normal ventilation and oxygenation cannot be achieved without external help from mechanical ventilators which assist or even substitute normal breathing. Ideally, the level of assist should not only result in normal or near-normal arterial blood gases but also to normal or near-normal levels of inspiratory eort, to prevent both over- and under-assistance induced injury of the diaphragm. The interaction during respiration between central controller and a mechanical ventilator is considered to be extremely complex. Proportional assist ventilation is mode used to assist normal respiration with the unique advantage that the patient maintains the main control of his breath while inspiratory flow and volume are augmented according to a pre-set level. This study used a validated prototype monitor (PVI) which measures the patients’ inspiratory effort during assisted breath by calculating it from the equation of motion of respiratory system. Specific part. The aim of this study is to describe the response of breathing pattern (tidal volume and respiratory rate) and inspiratory eort upon changes in assist level and to assess if changes in respiratory rate may indicate changes in respiratory muscle eort. We prospectively studied 82 patients ventilated on three different levels of proportional assist ventilation (PAV+). The patients’ inspiratory eort and breathing pattern were evaluated using a validated prototype monitor (PVI). Independent of the assist level, a wide range of respiratory rates (16–35br/min) was observed when patients’ eort was within the accepted range. Changing the assist level resulted in paired changes in inspiratory eort and rate of the same tendency (increase or decrease) in all but four patients. Increasing the level in assist resulted in a 31 % (8–44 %) decrease in inspiratory eort and a 10 % (0–18 %) decrease in respiratory rate. The change in respiratory rate upon the change in assist correlated modestly with the change in the eort (R = 0.5). Changing assist level results in changes in both respiratory rate and eort in the same direction, with change in eort being greater than that of respiratory rate. Yet, neither the magnitude of respiratory rate change nor the resulting absolute value may reliably predict the level of eort after a change in assist.

Γενικό μέρος. Η διατήρηση της αναπνοής των ασθενών κατά την διάρκεια του μηχανικού αερισμού αποτελεί μια εύθραυστη ισορροπία. Από τη μια, η διατήρηση της αναπνοής του ασθενούς προστατεύει τους αναπνευστικούς μύες από ατροφία λόγω ελλιπούς χρήσης, ενώ από την άλλη η αναπνοή με υψηλή αναπνευστική ώση αναπτύσσει πιέσεις που ενδεχομένως να προκαλέσουν βλάβη στο πνευμονικό παρέγχυμα. θα πρέπει λοιπόν ο μηχανικός αερισμός ως θεραπεία να τιτλοποιηθεί στις ανάγκες του εκάστοτε ασθενούς βασιζόμενες στην αναπνευστική ώση, στις μηχανικές ιδιότητες του αναπνευστικού και στην δύναμη που παράγει η αναπνευστική αντλία. Η αναπνευστική μυϊκή αντλία αποτελείται από διάφορους γραμμωτούς μύες που δρουν συγχρονισμένα ώστε να διατηρήσουν τον απαιτούμενο κυψελιδικό αερισμό σύμφωνα με τις μεταβολικές ανάγκες. Όταν η αναπνευστική προσπάθεια δεν καλύπτει τις μεταβολικές ανάγκες τότε έχουμε αναπνευστική ανεπάρκεια. Ωστόσο είναι αρκετά δύσκολο να εκτιμηθεί η λειτουργία της αναπνευστικής αντλίας κατά τον μηχανικό αερισμό χωρίς ειδικές διαγνωστικές τεχνικές. Συνήθως όταν επέρχεται κόπωση των αναπνευστικών μυών, οι περισσότεροι ασθενείς αναπτύσσουν ένα μοτίβο αναπνοής με χαμηλούς αναπνεόμενους όγκους και υψηλή αναπνευστική συχνότητα. Παρόλο που ένα τέτοιο μοτίβο αναπνοής υπονοεί πιθανή κόπωση ή αυξημένο έργο αναπνευστικών μυών, ωστόσο κάτι τέτοιο δεν αποτελεί κανόνα. Οι βαρέως πάσχοντες ασθενείς, κατά την περίοδο απογαλακτισμού τους από τον αναπνευστήρα, μπορεί να παρουσιάσουν ταχύπνοια (> 30 br/min). Παρόλο που η ταχύπνοια αυτή μπορεί να είναι κεντρικής αιτιολογίας (π.χ. λόγω πυρετού, πόνου, άγχους) και επομένως μη εξαρτώμενη από το αναπνευστικό φορτίο (respiratory load independent), συνήθως ερμηνεύεται ως σημείο αυξημένου αναπνευστικού έργου και αυξημένης αναπνευστικής ώσης (load dependent). Ειδικό μέρος. Η μελέτη αυτή στους βαρέως πάσχοντες ασθενείς, στην φάση απογαλακτισμού από τον μηχανικό αερισμό, μελέτησε τις αλλαγές στην αναπνευστική συχνότητα, αναπνεόμενο όγκο, αναπνευστική ώση και αναπνευστική προσπάθεια καθώς και την συσχέτισή τους κατά την αύξηση των επιπέδων υποστήριξης μηχανικού αερισμού σε αναλογικά υποβοηθούμενο αερισμό. Οι ασθενείς μελετήθηκαν σε αναλογικά υποβοηθούμενο αερισμό, ένα μοντέλο αερισμού που επιτρέπει στους ασθενείς να επιλέγουν το επιθυμητό μοτίβο αναπνοής και καταγράφηκαν σε PVI, μια πρωτότυπη συσκευή που υπολογίζει την εισπνευστική μυϊκή προσπάθεια. Τα κύρια ευρήματα της μελέτης είναι: 1. Οι ασθενείς ανταποκρίνονται στις αλλαγές της υποστήριξης της αναπνοής αλλάζοντας περισσότερο την αναπνευστική προσπάθεια και λιγότερο την αναπνευστική συχνότητα. 2. Όταν η αναπνευστική προσπάθεια και/ή η αναπνευστική ώση είναι φυσιολογικές, παρατηρείται μεγάλο εύρος τιμών αναπνευστικής συχνότητας. 3. Αν και οι αλλαγές της αναπνευστικής συχνότητας ακολουθούν συνήθως αυτές της αναπνευστικής προσπάθειας προς την ίδια κατεύθυνση, ωστόσο, ούτε το μέγεθος της αλλαγής ούτε η απόλυτη τιμή της αναπνευστικής συχνότητας σχετίζονται με το επίπεδο της εισπνευστική προσπάθειας υπονοώντας τον περιορισμένο ρόλο της αναπνευστικής συχνότητας στην τιτλοποίηση της υποστήριξης σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο μηχανικού αερισμού.