Vliv středního tlaku vysokofrekvenční oscilační ventilace na oxygenaci a srdeční výdej

Abstract

Vysokofrekvenční oscilační ventilace (HFOV) patří mezi nekonvenční režimy umělé plicní ventilace s protektivním potenciálem, která je využívána pro ventilaci pacientů trpících syndromem dechové tísně dospělých (ARDS). V současnosti stále není zřejmé, jakým způsobem optimalizovat použití HFOV a to především nastavení středního tlaku u vstupu do respiračního systému (mPaw). Bylo demonstrováno, že mPaw je přímo svázán s recruitmentem plic a efektivní oxygenací, ale současně může negativně ovlivnit hemodynamický stav pacienta. Cílem disertační práce je nalezení způsobu nastavení optimálního mPaw dle parametrů plicní mechaniky a oxygenace při ventilaci animálního modelu ARDS pomocí HFOV a ověřit, zda takto nastavený mPaw nemá negativní vliv na hemodynamiku. Jako parametr plicní mechaniky, jehož měření je snadno realizovatelné při HFOV byla zvolena reaktance respiračního systému (Xrs). Vhodnost použití Xrs byla ověřena za laboratorních podmínek na fyzikálním modelu respiračního systému o dobře definovaných a stabilních vlastnostech, přičemž bylo prokázáno, že Xrs reflektuje poddajnost plic. Byly realizovány animální experimenty, při kterých byly měřeny ventilační a hemodynamické parametry. V jejich průběhu byla zvyšována hodnota mPaw tak, aby byl zjištěn vliv mPaw na plicní mechaniku a hemodynamiku. Experimenty byly realizovány na modelu zdravé plíce a ARDS. V zaznamenaných datech byly nalezeny tlaky: optimální mPaw ventilace a mPaw, po kterém začne docházet k hemodynamické adverzi. V práci byl nalezen způsob nastavení optimálního mPaw ventilace. Výsledky experimentů ukazují, že u animálního modelu zdravé plíce i ARDS leží optimální mPaw ventilace na vyšších úrovních tlaku, než při kterých začne docházet k hemodynamické adverzi.

High-Frequency Oscillatory Ventilation (HFOV) is one of the unconventional modes of mechanical ventilation with protective potential which is used to ventilate patients suffering from Adult Respiratory Distress Syndrome (ARDS). To this day it is still not clear how to optimize use of HFOV, especially setting of the mean airway pressure (mPaw). It has been demonstrated that mPaw is directly related to lung recruitment and effective oxygenation, but at the same time it can adversely affect the patient’s hemodynamic status. The aim of the work is to find a way how to set the optimal mPaw according to lung mechanics parameters and oxygenation during ventilation of the animal ARDS model with HFOV and to verify whether the mPaw set in the found way does not have a negative effect on hemodynamics. The reactance of the respiratory system (Xrs) was selected as a lung mechanics parameter which can be easily measured in HFOV. The suitability of Xrs has been verified under laboratory conditions on physical model of the respiratory system with well-defined and stable properties. In the experiment it has been demonstrated that Xrs reflects lung compliance. Animal experiments were performed in which ventilation and hemodynamic parameters were measured. In the animal experiments, mPaw value was increased to determine effect of mPaw on lung mechanics and hemodynamics. The experiments were performed on a model of healthy lung and ARDS. Optimal ventilation mPaw and mPaw after which hemodynamic deterioration begins to occur were identified in data from the experiments. A way to set optimal ventilation mPaw was identified in the work. The results of the animal experiments show that in the animal model of healthy lung and ARDS, the optimal ventilation mPaw is located at higher pressure levels than mPaw at which hemodynamic deterioration begins.