Mechanische ventilatie

A Doelstellingen

  A.1 Niet invasieve beademing (NPPV)
    A.1.1 Indicaties
    A.1.2 Technieken
  A.2 Beschrijving van de verschillende beademingsmodi
  A.3 De settings en monitoring voor het opstarten van kunstmatige beademing

Fig 1: Voorbeeld van een moder mechanisch ventilatietoestel voor intensieve zorgen

B Principes van beademing
  B.1 Normaal ademen we doordat de ademhalingsspieren een negatieve thoracale druk opbouwen
  B.2 Bij kunstmatige beademing gaan we lucht inblazen = een positieve thoracale druk opbouwen
  B.3 Dat heeft verschillende consequenties
    Druk op de Vena Cava: de veneuze bloedtoevoer naar het hart vermindert
    Verslapping van de ademhalingsspieren: ze moeten minder arbeid leveren
    Eenvoudiger mechanisme dan kunstmatige negatieve druk beademing (ijzeren long)
  B.4 De ademhaling bestaat uit een flow component en uit een drukcomponent
    Door de drukverschillen ontstaat er een luchtflow
        In de longen
        Uit de longen
    Als er flow is, is er ook een drukverschil tussen de
        Buitenlucht
        Alveoli
    Zowel de flow als de druk als de volume curve kunnen we meten
        Flowcurve
        Drukcurve
        Volumecurve

Figuur 2: Bij mechanische ventilatie kunnen we volgende curves onderscheiden: drukcurve, volumecurve, flow-curve

C Wat zijn de indicaties voor positieve druk beademing?
    C.1 Ventilatieproblemen
        Dysfunctie van de ademhalingsspieren
            Vermoeidheid van de ademhalingsspieren
            Afwijkingen van de thoraxwand
            Neuromusculaire ziekten
        Verminderde drive van de ademhaling
        Toegenomen weerstand of obstructie van de ademwegen
    C.2 Oxygenatieproblemen
        Excessieve ademarbeid
        Nood aan positieve eindexpiratoire druk
    C.3 Nood aan sedatie en/of neuromusculaire blokkade
    C.4 Nood aan verminderen van het zuurstofverbruik
    C.5 Nood aan hyperventilatie om intracraniële overdruk tegen te gaan
    C.6 Preventie van atelectase

D NPPV: Noninvasive Positive Pressure ventilation

Figuur 3: Niet invasieve positieve druk beademing (NIV of NPPV): Een moderne vorm van bifasische drukgestuurde ademhalingsondersteuning

    D.1 NPPV is geen echte beademing maar een ademhaling ondersteuning
        De patiënt moet zelfstandig ademen!
    D.2 Wat zijn goede kandidaten voor NPPV?
        Ademhalingsproblemen waarbij men verwacht dat ze verbeteren binnen 48-72 uren
             COPD opstoot
             Longoedeem
        Alerte en coöperatieve patiënt
        Hemodynamisch stabiel
        In staat om secreties op te hoesten
        In staat om de ademhaling af te stemmen op het beademingstoestel
        Geen tegenindicaties aanwezig
    D.3 Tegenindicaties van NPPV
        Hartstilstand of ademhalingsstilstand
        Hemodynamische instabiliteit
        Myocardischemie of ritmestoornissen
        Niet coöperatieve patiënt
        Onmogelijkheid om een vrije luchtweg te vrijwaren
        Hoog risico op aspiratie
        Hoge gastro- intestinale bloeding
        Ernstige hypoxemie
        Ernstige encefalopathie
        Faciaal trauma, ingreep of brandwonden
        Ernstige agitatie
    D.4 Welke vormen van respiratoir falen komen in aanmerking voor NPPV?
        Hypoxemisch respiratoir falen
            Cardiogeen longoedeem, hemodynamisch stabiel
            Respiratoir falen tgv pneumocystische pneumonie
            Respiratoir falen bij immunogecompromiteerde patiënten
                Hematologische aandoeningen
                Transplantpatiënten
        Hypercapnisch respiratoir falen
             COPD opstoot
             Asthma-opstoot
             Mucoviscidose
    D.5 Wat zijn de voordelen van het gebruik van NPPV?
        Vermijden van complicaties van intubatie
            Trauma van de bovenste luchtwegen
            Nosocomiale sinusitis
            Pneumonie
        Behouden van de luchtwegreflexen
        Verbeteren van het comfort van de patiënt
        Minder nood tot sedatie
        Kortere ziekenhuisopname
        Verbetering van de overleving
    D.6 Wat zijn de nadelen van het gebruik van NPPV
        Een angstige patiënt kan nog angstiger worden (claustrofobie)
        Meer kans op lucht in de maag
        Arbeidsintensief
             Voor de patiënt: toename van de belasting
             Voor de verpleging
        Er is een risico voor het oplopen van letsels door druk op
             De neus
             Het gelaat
        Het laat geen diepe bronchiale lavage toe
        Risico op
             Oedemen van de armen
             Trombose van de V axillaris
             Tympane dysfunctie
        Veel geluid bij gebruik van helm
        Er kan neiging bestaan om het te gebruiken ter uitstel van intubatie waarvan duidelijk is dat die toch noodzakelijk is
    D.7 Welke settings moeten worden ingesteld voor NPPV
        Zuurstof 100%
        Toenemende IPAP 10 cmH2O
        Initieel EPAP 5 cmH2O
    D.8 De doelstellingen voor NPPV kunnen zijn
        Resp. Rate < 30/min
        Vt (tidal volume) 6-8 mL/kg
        Verbeterde gasuitwisselingen
        Patiëntencomfort
    D.9 Opstarten van NPPV

 Figuur 4: instellen van een niet inasieve drukbeademing dient op voorhand te gebeuren. Daarna kan men op regelmatige tijdstippen aanpassingen doorvoeren in functie van wat de patient verdraagt en wat het behaalde minuutvolume is.

        Gebruik geen NPPV bij een patiënt die toch moet worden geintubeerd om de intubatie uit te stellen.
        Neem een arterieel bloedstaal voor bloedgasanalyse alvorens op te starten
        Leg de procedure uit
        Zet het bed halfzittend in 45°
        Meet en bezorg de juiste maat van masker
        Plaats het masker gewoon op het gezicht alvorens het vast te spannen met de riempjes
        Zet bij de start volgende instellingen in:
             Spontane modus
             Trigger: hoogste gevoeligheid
             FiO2 1.00 (100% zuurstof)
             EPAP (PEEP) 4-5 cm H2O
             IPAP: 10-15 cm H2O
             Back-up frequentie: 6/min
        Verhoog de EPAP met max. 2 cmH2O per keer als u de oxygenatie wilt verhogen
        Verhoog de IPAP telkens met evenveel om hetzelfde tidal volume te behouden
        Als u assist-control gebruikt: Stel het initieel Tidal volume (teugvolume) in op  6-8 mL/kg
        Pas zo nodig elke 15 minuten de instellingen aan om een optimale druk, volume en FiO2 te krijgen
        Volg de vitale parameters, pulse oximetrie, bewustzijn en herhaal regelmatig de arteriële bloedgassen
        Binnen 1-2 uren moet er een verbetering zijn en na 4-6 uren moeten de doelen gehaald zijn om verder te kunnen gaan met NPPV
E Kunstmatige beademing
    E.1 Enkele begripsomschrijvingen
        Tidal Volume
            Is het luchtvolume dat we per ademhaling inademen of uitademen
            Bij jonge gezonde volwassenen is dit 7 ml/kg lichaamsgewicht
                Ongeveer 500ml
            Bij beademing spreken we in de Nederlandstalige literatuur soms ook van
                Teugvolume
                Blaasvolume
            Bij kunstmatige beademing kan men dit aanpassen in functie van de fysiologie en de aandoening (pathosfysiologie)
                6-8 ml/kg voor opstarten
                10-10 regel voor ernstige COPD:
                    10ml/kg
                    Aan een frequentie van 10x/min
        Inspiratoire tijd
            Is de tijd waarin een bepaalde hoeveelheid lucht wordt ingeblazen
            Uitgedrukt in
                Tijdseenheid
                Verhouding inspiratoire versus expiratoire tijd (I:E)
            Voorbeeld
                Als een patiënt een inspiratoire tijd heeft van 1.5 seconde
                En de expiratoire tijd 4.5 seconde is
                Spreken we van een I:E ratio van 1,5 over 4,5 of 1:3
        PEEP
            Positieve Eind-Expiratoire Druk
            Is de druk in de longen (alveolair) boven de atmosferische druk (buiten het lichaam) op het einde van de uitademing
            De twee soorten zijn
                Extrinsieke PEEP
                    Deze wordt veroorzaakt door het beademingstoestel
                    Heeft als doel de alveolaire collaps te verminderen
                    Meestal is deze laag (3-5 cmH2O)            
                Intrinsieke PEEP (auto-PEEP)
                    Deze wordt veroorzaakt door niet-volledige uitademing
                    Hierdoor ontstaat progressieve air trapping (hyperinflatie)
                    Oorzaken van auto-PEEP zijn vaak
                        Hoge minuutventilatie (hyperventilatie): Vooral bij drukgestuurde beademingsvormen
                        Uitademingsbelemmering in de luchtwegen (tumor, kleine maat tube)
                        Expiratoire weerstand in de kleine luchtwegen
                            Verhoogde bronchiale tonus (astma)
        PInsp
            Inspiratoire luchtdruk bovenop de PEEP
            Is de druk die een beademingstoestel genereert tijdens de inspiratie om lucht in de longen in te blazen
        PIP
            Piek Inspiratoire druk
            Is de hoogste druk die in de longen voorkomt tijdens inspiratie
            Is de som van de PEEP en de PInsp
            Men zal steeds een alarm instellen voor maximale PIP om te voorkomen dat de Alveoli beschadigen
        IPAP
            Inspiratory Positive airway pressure
            Is de inspiratoire druk aan het einde van de inspiratie
            Wordt bij volumegestuurde beademing ook de plateaudruk genoemd

Figuur 5: De verschillende drukken kan men terugvinden in de drukgrafiek

        Trigger
            De trigger is de stimulus van de patiënt die ontstaat door een inademing waarbij het beademingstoestel start met blazen van lucht
            Deze trigger kan, afhankelijk van de beademingsmodus, bestaan uit
                Drukverschil: Het toestel voelt een negatieve druk
                Flowverschil: Het toestel voelt een bepaalde hoeveelheid lucht die richting patiënt vloeit.
        CPAP
            Continues Positive Airway Pressure
            Dat is een blijvend PEEP niveau waarboven de patiënt kan blijven ademen
            Deze kan worden geleverd door een masker van Boussignac of door een beademingstoestel

Figuur 6: CPAP kan worden gegeven met een masker volgens Boussignac. Het is een continue positieve druk die de oxygenatie kan verbeteren. Het is minder geschikt voor ventilatoir falen.

        NIV
            Non-Invasive Ventilation
            Niet invasieve beademing of maskerbeademing
            Is eigenlijk geen echte beademing maar een ademhalingsondersteuning
            Een andere benaming is NPPV:     Noninvasive Positive Pressure Ventilation
    E.2 Indeling van de beademingsvormen
        Invasieve vs. niet-invasieve beademing
            Niet invasieve is eigenlijk geen echte "beademing" in de strikte zin.
        Positieve vs. negatieve drukbeademing
            Negatieve bestaat uit de ijzeren long en is grotendeels verlaten
        Druk versus volumegestuurde ventilatievormen
            Drukgestuurde beademingsvormen
                Pressure control
                SIMV pressure control
                Pressure support/CPAP
                BIPAP
                Bilevel
                Smartcare
                NIV
            Volumegestuurde beademingsvormen
                Volume control
                SIMV volume control
                Volume support
                IPPV
                PRVC

Figuur 7: Bij volumegestuurde beademing zal de flow constant zijn tot er een bepaald volume is ingeblazen. Bij de drukgestuurde beademing zal een bepaalde plateaudruk gedurende een bepaalde tijd zorgen voor influx (flow en volume) van lucht. 

        Conventionele vs. hoogfrequente beademing
            Hoogfrequente beademing gaat minstens 2x de normale frequentie bedragen
            Bij pasgeborenen: >120/min
            Teugvolumes zijn veel kleiner (soms kleiner dan de dode ruimte)
        Gecontroleerde vs. geassisteerde beademing
            Gecontroleerde:
                De ventilator doet alles
                De patiënt doet niets

 Figuur 8: Gecontroleerde beademing. De patient doet niets. De ventilator zal de ademhaling volledig overnemen.

                De twee hoofdvormen van gecontroleerde beademing
                    Volumegecontroleerd: CMV (Controlled Mechanical Ventilation)
                        Welke instellingen worden manueel aangepast?
                            Tidal volume (blaasvolume of teugvolume)
                            Ademfrequentie
                            Inspiratoire tijd
                        Per merk gebruikt men verschillende namen
                            Bij Dräger toestellen: IPPV (intermittent positive pressure ventilation)
                            Bij Servo-i: Volume Control

Figuur 9: Mogelijke instellingen bij volumegestuurde beademing (hier: IPPV)

                        De inspiratoire drukken worden bepaald door
                            Het tidal volume
                            De compliance (elasticiteit) van de longen
                            De flow (piekdruk)
                            De luchtwegweerstand (plateaudruk)
                    Drukgecontroleerd: PCV (Pressure controlled ventilation)
                        Welke instellingen worden manueel aangepast?
                            De inspiratoire drukken
                                PEEP: positieve eindexpiratoire druk
                                P insp: Positieve inspiratoire druk: Is de druk bovenop de PEEP
                                PIP (Peak Inspiratory Pressure) = Pins + PEEP
                            De frequentie
                            De inspiratoire tijd

Figuur 10: Mogelijke instellingen bij drukgestuurde beademing (hier: BIPAP)

                        Het tidal volume en de flow worden bepaald door
                            De longcompliance
                            De luchtwegweerstand
                    Per merk worden verschillende namen gebruikt
                        Dräger: Geen zuivere drukgecontroleerde beademing: Wel mengvorm: BIPAP
                        Servo-i: Pressure Control
            Geassisteerde beademing
                De patiënt ademt spontaan
                Tijdens inspiratie verhoogt de druk in het circuit, waardoor de ademarbeid afneemt
                De ventilator detecteert het begin van de inspiratie door een trigger
                    Druktrigger (PEEP - 1-2 cmH2O)
                    Flowtrigger (1-5 liter/minuut)
                Er bestaan verschillende geassisteerde beademingsvormen
                    PSV (Pressure Support Ventilation)
                    Flow-gereguleerd of pressure support beademing
                    De patiënt triggert zelf de inspiratie        
                    Een vooraf ingestelde druk wordt toegediend
                        De druk wordt manueel aangepast (getitreerd) op basis van het tidal volume dat de patiënt ermee haalt.

Figuur 11: Mogelijke instellingen bij drukgestuurde ademhalingsondersteuning (hier: BIPAP-ASB)

                        Men kan de druk aanpassen in functie van de behaalde resultaten betreffende
                            Tidal volume van 6-8 mL/kg
                            Vertraging van de ademfrequentie
                            Het gewenste ademminuutvolume
                        De inspiratoire golf decelereert
                    De patiënt bepaalt de duur van inhalatie
                    Het is hierbij essentieel om alarmen in te stellen alsook backup ventilatie als de patiënt onvoldoende ademt.
                    Voordelen zijn de hoge tolerantie door patiënten
                    Welke parameters worden manueel ingesteld?
                        De drukken
                            PEEP (Positieve Eind-Expiratoire druk)
                            Pinsp (Positieve Inspiratoire druk = de druk bovenop de PEEP)
                        De triggergevoeligheid (flow-trigger)
                    Het tidal volume wordt bepaald door
                        De hoeveelheid van inspanning vd patiënt
                        De rigiditeit van de thorax
                        De compliance (elasticiteit) van de longen
                    Andere: Niet te kennen
                    PAV: Proportional Assist Ventilation (Dräger: PPS)
                    NAVA: Neurally Ajusted Ventilatory Assist: Trigger door EMG meting van het diafragma
            Enkele overgangsvormen
                Assist-control ventilation
                    Gecontroleerde beademing waarbij de patiënt zelf kan triggeren
                    Bij triggeren krijgt de patiënt een volume- of drukgecontroleerde teug
                    Volume cycli of volume-assist controll
                    Geeft een vooraf ingestelde tidal volume
                    Men verandert de lengte van de inademing door aanpassing van
                        Piek inspiratory flow rate
                        Keuze van inspiratory waveform
                            Vierkant
                            Sinusaal
                            Decelererend
                    Per merk verschillende namen
                        Dräger: IPPV-assist
                        Servo-i: Volume Control
                    Time-cycli of pressure-assist controll (PCV)
                    Geeft een constante druk gedurende een ingestelde tijd
                    Flow en tidal volume zijn variabel en afhankelijk van weerstand
                        Long compliance
                        Thoraxwand rigiditeit
                    De patiënt kan de beademingsfrequentie verhogen tot boven de ingestelde frequentie
                    Per merk verschillende namen
                        Dräger: BIPAP-assist
                        Servo-i: Pressure Control

                Synchronized intermittent mandatory (SIMV)
                    Volumegereguleerde cycli
                    Tijdgereguleerde cycli
                    Het (minimum) aantal ademcycli per minuut is op voorhand ingesteld
                    Tussen de verplichte ademhalingen kan een patiënt zelf inhaleren
                    SIMV wordt dikwijls opgestart om volledige beademing te geven en kan worden afgebouwd als de patiënt spontaner begint te ademen.
                    Als de patiënt voldoende inhalaties triggert zullen er geen extra inhalaties voorkomen. Op die manier is er een synchrone manier van beademen mogelijk.
                    Als er geen extra pressure support wordt voorzien zullen extra inhalaties een negatieve thoracale druk geven. Dit kan de cardiovasculaire functie verbeteren door verhoogde veneuze return.
                    Een nadeel hiervan is dat zonder pressure support de ademarbeid potentieel zwaar wordt waardoor weaning moeizaam verloopt.

Figuur 12: Mogelijke instellingen bij volumegestuurde SIMV

                BIPAP: Biphasic Positive Airway Pressure
                    Wat wordt er vast ingesteld?
                        PInsp
                        PEEP
                        Tinsp
                        Frequentie
                    Het lijkt op PCV, maar
                        Het circuit staat altijd open
                        De patiënt mag vrij door de opgelegde drukken heen ademen
                        De spontane ademhaling wordt ermee ondersteunt
                    Per merk
                        Dräger: BIPAP of APRV (Airway Pressure Release Ventilation)
                        Servo-i: Bi-Vent
    E.3 Wat zijn de beste startsettings?
        Wat is de beste modus?  Daar waar men het meeste ervaring mee heeft
        Wat is het optimale tidal volume?  6-8 ml/kg
        Wat is de beste instelling voor de ademfrequentie?
            In functie van de noden
            Kijk hiervoor vooral naar de pH (vermijden acidose) en minder naar de PCO2
        Wat is de beste zuurstofconcentratie bij de start?
            100% of Fio2 = 1.0
            Erna verminderen tot SpO2 92-94%
        PEEP om de oxygenatie te ondersteunen
            PEEP kan de piek inspiratoire druk verhogen. Dat is ongewenst bij ARDS
            Start PEEP op 5 cm H2O
            Maximale PEEP is 15cmHg (voor NIV 10cmH2O)
        Vraag hulp aan een arts van intensieve zorgen
    E.4 Wat moet men nakijken na het opstarten van kunstmatige beademing?
        Rx thorax
        Vitale parameters
        O2 saturatie
        Synchroniseert de patiënt met de beademing?
        Arteriële bloedgasname
        Inademingsdrukken
        I:E ratio
        Auto-PEEP
        Instelling van de alarmen van het beademingstoestel
        Let op: Bij acute beademingsproblemen, koppel de patient los van het beademingstoestel en beadem via een ballon. Zo ontsnapt eventuele opgehoopte lucht (auto-PEEP) en kan je voelen of de luchtweg goed doorgankelijk is en of de thoraxweerstand toeneemt. Je kan ook de luchtweg aspireren via de tube.
    E.5 Inspiratoire drukken
        Piekdruk: Ppeak of Peak inspiratoire druk
        Inspiratoire plateaudruk
            Is een indicator van de alveolaire distentie
             </= 30 cm H2O
             Hoe kan je de plateaudruk verlagen?
                De PEEP verlagen
                Verminder het tidal volume
                Verminder de auto-PEEP
    E.6 Auto-PEEP
        Auto-PEEP ontstaat wanneer de expiratoire flow niet terug naar 0 komt voor de inspiratoire flow start.
        Diagnose
            Meting
            Analyse van de golfcurve
        Gevolgen van auto-PEEP
            Oplopen van de inspiratoire drukken
        Interventies om auto-PEEP te verlagen
            Verminderen van de ademfrequentie
                Door de patiënt te sederen
                Door de settings aan te passen
            Verminderen van het tidal volume
            Verhogen van de flow rate: Heeft minder impact
            Veranderen van de golfvorm van decelererend naar constant (door pressure support modus te kiezen)
F Samenvatting
  F.1 De doelen van kunstmatige ventilatie zijn
    Ondersteunen van de oxygenatie: verhoging oxigenatie doe je door verhogen van:
        -O2 concentratie
        -PEEP
    Ondersteuning van de ventilatie: Verbetering ventilatie doe je door verhogen van:
        -Tidal volume
        -Ademfrequentie
    Reductie in de ademarbeid
  F.2 NPPV kan best worden gebruikt bij een alerte, coöperatieve patiënt waarbij men verbetering verwacht binnen 48-72 uur
  F.3 Overweeg de voor- en nadelen van de verschillende modi bij het instellen van de beademing
  F.4 Gebruik guidelines bij de start van beademing en pas later aan in functie van de monitoring
  F.5 Begrijpen en kunnen herkennen van autopeep
  F.6 De verschillende beademingsmodi begrijpen en de voor- en nadelen begrijpen van de verschillende modi. (Pressure support, Volume control en pressure control)