Intensive Respiratory Care
가톨릭의대 내과
김관형
Oxygen Therapy
1. Airway Management
2. Oxygen Supply
Inhalation
1. Metered Dose Inhaler(MDI)
2. Nebulizer
3. Dry Powder Inhaler
Physical Therapy
1. Posutral Drainage
2. Physical Therapy
Gas
1. Oxygen
2. NO
3. Heliox
4. CO2
Oxygen
1. Central Oxygen Tank
2. Home Oxygen Concentrator
3. Portable Oxygen Tank
Oxygen Supply
1. Nasal cannula
2. Nasal Prong
3. Oxygen Face mask
4. Oxygen rebreathing mask
5. Venturi mask
6. Oxygen Tent
7. Hyperbaric oxygen tank
Endotracheal Intubation
1. Indication
- Needs FiO2 > 0.5 for adequate oxygenation
-
No response to supportive care
Apnea
Defect of airway protective function
Can’t remove Secretion
For the ventilation control(Dx or Tx)
Prevention of aspiration and airway obstruction
Nasal endotracheal Oral endotracheal
tube(NT)
tube(OT)
------------------------------------------------------------------------------------------------------comfort
more
gagging or vomiting
bad oral hygiene
kink or bend
more
less
patency
less
better
suction access bad
better
mobility
less
more
laryngeal trauma,pain less
more
diameter
small
larger
sinus blockage
Confirmation of Correct position
1) 청진; 폐의 좌우측과 폐첨부 기저부, 복부
2) 흉곽운동을 검사
3) tube가 지나가는 것을 확인 .
4) Pulse oxymetry로 산소 포화도의 변화 검사
5) 흉부 X-ray
Postural Drainage
Mechanical Ventilation
( 기계 호흡법)
Classification of Ventilator
1. Positive Pressure Ventilator
2. Negative Pressure Ventilator
(Noninvasive Ventilator)
Positive Pressure Ventilator
1. Volume Controlled ventilator
Fixed volume, Pressure variable
2. Pressure Controlled Ventilator
Fixed pressure, volume variable
Structure of Ventilator
1. Power
2. Drive
3. Control circuit
- Control variable
- Phase variable
(pressure,volume,time: start,sustain,end)
- Output
- Alarm
Pneumatic systems
1). gas source
2). pressure reduction
3). gas blending
4). accumulator
5). flow and pressure regulation
6). inspiratory flow wave forms
7). sigh volume
Ventilator triggering
1) site of triggering sensor
2) Methods of triggering
(1) pressure triggering
(2) flow triggering
Exhalation Valves
Establishment of
PEEP /CPAP
1. Full ventilatory support(FVS):
2. Partial ventilatory support(PVS):
Vent Mode
Initiation
Limited
Cycled
Modes of ventilation and conditional variables
1. Control mode(time-cycled or triggerd )(CM)
2. Assist mode( patient-cycled or triggered)(AM)
3. Assist-Control mode; back-up system(A/C)
4. Intermittent mandatory ventilation(IMV)
5. Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation(SIMV)
6. Mandatory minute volume(MMV)
7. Continous positive airway pressure(CPAP)
8. PEEP; positive pressure at the end of expiration
1. Controlled Mechanical Ventilation(CMV)
환자의 호흡에는 무관하게 정해진 rate, Vt, inspiratory rate대로 호흡을 보
조하며, 자발적인 호흡이 없는 환자에서 full support하며, 자발호흡이 있는
경우에는 기계와 fighting하여 압력이 상승하여 barotrauma 혹은 심혈관계
에 심한 영향을 주기 떄문에 seddation 혹은 paralysis 시킨 후 사용한다.
time -cycled when an end-inspiratory pause are utilized.
2. Assisted Mechanical Ventilation(AMV)
- 환자에의해서 flow change가 일어나면 기계가 감지 하여 positivepressure ventilation을 하도록 하는 것이다.
- 환자의 자발적인 호흡에 의존한다.
- too great ----- repetive cycles or autocycling
too slight ------ cycle failure
- AMV relieves the breathless with CMV
- Accepatable mode in pateints with an intact neurochemical axis to
regulate ventiltion
3. Assist Control Ventilation
assisted mechanical ventilation + CMV
환자의 자발적인 호흡이 있으면 Ventilator는 환자의 inspiratiory effort(flow)
를 감지하여 inspiration 을 시작하고 일단 시작되면 정해진 만큼의 gas가
환자에게 전달된다. 그러나 환자의 호흡이 없거나 정해진 수보다 떨어진
경우에는 정해진 횟수로 controlled mode로 되돌아 간다.
CMV 보다 ACV 가 좋은 점은 환자 자신에 의해서 호흡회수가 결정되고, 그리
고 환자가 자신의 호흡근육을 이용 할 수 있다는 것이다.
4. Intermittent Mandatory Ventilation(IMV);
최근에 사용 않함.
-CMV + a continuous flow system
높은 compliant reservoir bag 에 공기가 채워지고 압력은 높지 않다. 환자
는 bag 으로부터 공기를 공급 받기 위해서 기도압을 약간 낮추면 (2-3 cm
H2O below baseline) 공기를 공급 받을 수 있게 된다. continuous gas
flow 는 적어도 환자의 호흡의 4배 이상 공급 해야 된다.
5. Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation(SIMV)
- A/CMV + a demand flow system이다.
- 인공호흡기의 호흡주기나 설정된 mandatory breath 사이에 gas reservoir로
부터 환자의 자발적인 호흡이 허용된다.
기계호흡은 항상 환자의 호흡과 synchronize되어 기계호흡이 환자의 자발적
호흡에 거꾸로 부과되지 않는다.
-기계에 의한 인공호흡을 하도록 계획된 시간 내에서 환자가 trigger sensitivity
이상으로 호흡하면 기계는 인공호흡을 동시에 전달하고,
- 환자가 설정된 호흡수 이상으로 호흡하면 환자가 reservoir bag으로 부터 호
흡하도록 기계가 허용한다.
기계적인 ventilation과 자발적인 ventilation을 합하여 적절한 alveolar minute
ventilation이 된다.
- 대개는 weaning 을 위하여 사용되지만 어느 경우에는 mechanical
ventilation의 초기에 이용되기도 한다.
SIMV의 장점
1. 자발호흡에 의해서 흉곽내 음압이 발생하여 우심
실로 정맥혈 환류가 개선
2. 환자의 호흡 양상에 맞추어서 기계호흡이 이루워
지고, 환자 불안이 적다.
3. 기계적인 보조 호흡수를 줄여나가면서 weaning 과
정을 가속화 시킨다.
4. paralysis나 sedation이 거의 필요 없다.
5. CMV에서 보다 alkalemia도 훨씬 드물게 나타난다.
6. Mandatory Minute Volume Ventilation(MMV)
- SIMV with the delivery of preset minute volume.
- a preselected minute ventilation, either spontaneous
or mechanical ventilation
7. Continous Positive Airway Pressure(CPAP)
and End-Expiratory Positive Airway Pressure
(PEEP);
Expiratory positive airway pressure 라는 용어로도 쓰인다.
PEEP:
- 호기가 끝난 후에도 양압을 유지시켜 주기 위해서 인위적으로 환자에게서
-
배출되는 TUBE의 끝을 조절하여 막는 것을 말한다.
-
assist-control ventilation과 같이 적용할 때 호기말 양압 호흡이란 단어를 사용한다.
-
inspiratory pressure  0 , expiratory pressure > 0
-
the rate of gas inflow < the spontaneous inspiratory flow rate
CPAP:
- oxygenation유지를 위하여 positive distending pressure는 필요하지만 기계호흡은 필요치
않은 자발적인 호흡에 일정압력을 주는 것이고
-
both inspiratory and expiratory pressures > 0
-
the rate of gas inflow > the spontaneous inspiratory flow rate
-
Inspiratory work of breathing: CPAP < EPAP
Physiologic effects of PEEP
Pulmonary effects of PEEP
(1)  FRC
(2)  alveolar volumes--(a) 0-10 cm H2O PEEP; gradually increase in alveoli volume
end-exp. diameter increase > end- ins. diameter increase
(b) 10-15 cmH2O PEEP: the slow increase of diameter
(c) 15 cmH20 PEEP: plateau
(d) >15 cmH2O PEEP: alv. pr. increase without increase in diameter
(e) < 10 cm H2O : alveolar distension
(f) > 10 cm H2O: alveolar recruitment
(3) Alveolar recruitment;  shunt,  compliance
(4) Redistribution of lung extra-vascular water
1 resdistribution of water
2 protection against the formation of alveolar edema;
(5)  shunt
(6)  dead space
(7) effects on closing volume: no
(8) relieve hypoxic pulmonary vasoconstriction
b) Hemodynamic Effect of PEEP
(1)  venous return;  intrathoracic pressure
(2) right ventricular dysfunction;
(3) altered left ventricular distensibility;
(4) other proposed mechanism
- negative inotropic hormonal factor
c) Renal response to PEEP
: fluid retention,
:  urine output,
:  ADH,
:  mean renal arterial perfusion pressure,
:  urine flow,
: redistribution of blood flow from cortex,
:  creatine clearance,
:  fractional excretion of sodium
d) Intracranial response to PEEP
IICP,
 cerebral blood flow,
 venous return from the head
# head 10-15 degree elevation
improve cerebral perfusion.
8. Pressure Support Ventilation
-
flow generated ventilator( volume-cycled이 아님).
-
환자의 자발 호흡 pattern에 의존한다
환자의 자발적 호흡으로 인공 호흡기를 작동시키면 흡기동안만 설정된 압력
(1-100 cm)을 보조하고 흡기가 끝나면 보조는 중지 된다
자발호흡동안에 추가적인 gas flow로서 high circuit resistance나 demand
valve inertia를 극복하는 것이다.
- Initiated - Pressure, Limited - Pressure, Cycled - Flow
- the ventilator continually monitors the airway pressures and adjusts flow to
maintain the same pressure throughout the "Plateau phase"
- Vt is determined by patient's effort, CLT, Raw, the level of pressure support
-
- 환자-인공호흡기의 dyssynchrony를 피할 수 있고 편하다.
-
폐쇄성 폐 질환에서 자주 발생하는 air-trap, auto-PEEP을 피할 수 있다.
-
깊이 마취되거나 마비 혼수 상태에서는 사용할 수 없다.
-
보조압력이 너무 낮으면 호흡 근육의 피로가 올 수 있다
High-Frequency Ventilation
a) High-Frequency Positive Pressure Ventilation
(HFPPV)
b) High-Frequency Jet Ventilation(HFJV)
c) High-Frequency Oscillatory Ventilation(HFOV)
10. INVERSE RATIO VENTILATION AND THE
INSPIRATORY/EXPIRATORY RATIO
흡기 시간을 연장하면 기류가 느려지고,
기도압과 최고 기도압을 낮추어 폐의 불균등
병변 사이의 shearing force를 줄이고, 기압
손상, scarring을 줄이면서 산소 필요량을 감
소 시킬 수 있다.
Methods of delivering inverse ratio ventilation
(1) pressure-controlled IRV (PC-IRV)
(2) Volume-controlled IRV(VC-IRV)
- the potential advantages of VC-IRV over PC-IRV include:
(1) availability of this mode on all adult ventilators;
(2) the delivery of a guaranteed tidal volume;
(3) precise manipulation of the inspiratory flow pattern
(4) decreased peak inspiratory flow rates with similar or
lower shear force.
Risks of inverse ratio ventilation
(1) air trapping in lung units with high expiratory resistance.
Pneumothorax : 23 % large tidal volumes (15 to 20ml/kg)
적당한 산소화를 이룰수 있는 최소한의 MAP으로 조정해야한다.
(2) MAP 와 auto-PEEP 이 증가 할수록 심 박출량이 감소 한다.
(3) sedation이 필요하다(dyssynchrony 가 필연적으로 발생)
(4) peak alveolar pressure 가 35-40 cm H2O에서 유지되거나 end-expiratory
pressure 가 7-10 cm H2O이상으로 유지 될 때에 전달된 TV이 비교적 작다.
호흡수를 증가 시키면 정상적인 PaCO2를 유지 할 것으로 생각할 수 있으나
사실은 PC-IRV에서 호흡수를 증가 시키면 폐포 환기를 감소 시키고,
VC-IRV에서 호흡수를 증가 시키면 MAP과 peak airway pressures응 위험 수준
까지 증가 시킨다. 그러므로 hypercapnia를 조절하기 위해서 (pH-7.35)
bircarbonate 혹은 other buffer infusions이 필요 할 때 가 있다
11. Airway Pressure Release Ventilation(APRV)1)
1) 잠깐 CPAP을 중단하여 alveolar ventilation을 허용하는 CPAP이다.
2) 인공호흡기는 비교적 높은 CPAP을 준다
3) pressure support와 동반하여 줄 수 있다.
4) 간헐적으로 CPAP은 1 혹은 그 이상의 호흡동안 중단 혹은 감소시켜서 expiratory
reserve volume에 있는 가스를 급속히 배출시키고 높은 tidal volume를 이루고, alveolar
ventilation을 증가 시킨다.
5) CPAP으로 호흡노동을 줄이고, 호흡보조가 필요한 환자에서 alveolar ventilation을 증
가
6) 자발 호흡을 제한 없이 허용하기 때문에 CPAP을 적용하면 최소한의 보조만 필요하다.
환자는 항상 자발적으로 호흡할 수 있다(FVS or PVS)
Differential Lung Ventilation(DLV)
1). Indications for DLV
- most commonly used in unilateral lung injury
2). Endotracheal intubation
- double-lumen endobronchial tube
: high-volume/low-pressure cuffs
- bronchoscopy-guided placement
13. Flow-By
- not ventilator mode per se but a trigger mechanism by Puritan-bennett 7200
- the base flow --- the bias flow rate during exhalation
the flow sensitivity ---- the patient rate of inhaled flow that triggers the ventilator
(1) a base flow of gas is being delivered to the patient during the exp & insp. Phase
(2) no patient's inspiratory effort--- gas by-passes the endotracheal tube gas is discarded
through the expiratory port ; expiratory flow = inspiratory base flow
(3) an inspiratory effort----- gas enters the patient's lung
a discrepancy between inspiratory and expiratory base flow is sensed,
the ventilator switches phase.
(4) alleviate the need to rarefy gas against an occluded demand valve
superior to pressure-based trigger
14. Pressure-Regulated Volume Control(PR-VC)
- a closed loop ventilation( pressure control + volume control)
- set the target tidal volume and a maximum pressure level
the volume target using a pressure-control gas delivery at
the lowest possible airway pressure
the first breath --- a test breath at 5 cm H2O for patient compliance calculation
next three breaths are delivered at pressure 75 % of the calculated pressure needed to
delivery the target tidal volume
the pressure limit is increased by 3 cm H2O / breath until the target volume is delivered
the inspirtory pressure is automatically regulated between PEEP and 5 cmH2O below
the set upper pressure limit
intended only for patients not spontaneously breathing only available on Servo 300
15. Volume Support (VS)
- volume-targeted ventilation + pressure support
in spontaneously breathing patient.
- similar to pressure regulated volume control
- intended for spontaneously breathing patients
- rate < apnea alarm threshold ---automatically switches to pressure-regulated
volume -controlled ventilation
16 . Pressure Augmentation (PA)
- combination of benefits of pressure and volume ventilation
- set the pressure-support level, a peak flow. and a tidal volume
- patient demand is high relative to the peak flow and tidal volume ;
pressure augmentation functions similar to pressure-support
ventilation but guarantees a minimum tidal volume delivery
Monitoring
1. Monitoring of Ventilation
-
눈과 귀보다 더 좋은 정보를 주는 기계는 없다
-
1). Respiratory movements
2). Airway pressure
a) Low pressure
b) High pressure
c) Trigger sensitivity
3). Expiratory volume and flow
4). End-tidal carbon dioxide(PETCO2)
5). Transcutaneous carbon dioxide
6). Arterial blood gas analysis
2. Monitoring of Oxygenation
3. Monitoring of Circulation
4. Expiratory airway pressure
Asthma
intubation & mechanical
ventilation indication --- 16 %
of acute severe asthma
episode
fatality rate ------ 10-15%.
-철저한 기관지 확장제 요법, 분비물
제거, 양압 마스크호흡으로 가능한
intubation을 피한다
1. Principles of manage the
ventilated patient with COPD
- aggressive secretion clearance technique
- antibiotics
- steroids
- bronchodilators
- cardiovascular support
- supplemental oxygen
1). 적당한 PaO2 , pH에서 호흡근이 휴식하도록 보조한다.
2). 과 팽창 금지
3).minute ventilation 요구량을 최소화 한다.
4). Barotrauma의 위험을 최소화 한다.
5). 적당한 bronchial hygiene을 유지한다
6). "panic" reactions을 예방한다
7). 적당한 영양 유지
8) 상부 위장관 출혈 예방
9) 무기폐의 방지와 치료
. 인공 호흡기 이탈
1). T-piece
2). SIMV
3). pressure support
i) 모든 환자는 매일 시도 해본다.
ii) SIMV가 가장 좋은 법은 절대로 아니고, 그러나 수술후 합병증이 없는 경
우에는 사용할 수도 있다. 간단하고 이 때는 모든 방법에 잘 반응한다.
iii)
신속한 회복을 보이는 내과 환자는 T-piece가 좋다.
iv)
천천히 회복하는 내과 환자는 pressure-support를 사용한다.
v)
pressure-support + SIMV 의 병합은 혼돈만 온다.
인공호흡기에 연관된 부작용:
1). 병원 감염
2). 혈류역동학적 효과
3). 압력 상해 :
4). 산소 독성
5). 호흡성 알칼리혈증
6.) 뇌압의 상승
7). 무기폐 (특히 좌하엽)