Staattinen, dynaaminen ja erityinen vaatimustenmukaisuus

Tämä luku on kaikkein tärkein vuoden 2017 CICM: n ensisijaisen opetussuunnitelman osion F3 (ii) kohdalla, jonka mukaan tenttiehdokkaat voivat pystyä msgstr ”määritä vaatimustenmukaisuus (staattinen, dynaaminen ja spesifinen)”. Tämä on ollut suosittu aihe SAQ: ille:

• Kysymys 17 vuoden 2019 toisesta artikkelista
• Kysymys 14 vuoden 2016 ensimmäisestä artikkelista
• Kysymys 15 vuoden 2014 ensimmäisestä artikkelista
• Kysymys 7 vuoden 2011 toisesta artikkelista
• Kysymys 1 (s.2) vuoden 2008 toisesta artikkelista

Suurin osa näistä SAQ-tuotteista pyytää määritelmää vaatimustenmukaisuudesta sekä menetelmiä vaatimustenmukaisuuden mittaamiseksi. Kysymyksessä 14 vuodelta 2016 ja vuoden 2008 toisen asiakirjan kysymyksessä 1 (s.2) pyydettiin myös tekijöitä, jotka vaikuttavat vaatimusten noudattamiseen. Vaikka sitä ei erikseen pyydetty, ero staattisen ja dynaamisen vaatimustenmukaisuuden välillä näyttää olevan korkeatasoisen määritelmän odotettu piirre tutkijan kommenttien mukaan. Erityistä vaatimustenmukaisuutta ei ole koskaan mainittu missään kysymyksessä, ja näyttää siltä, ettei sitä ole vivoissa tai mitä vähän tiedämme niistä.

Yhteenvetona:

Julkaistun vertaisarvioidun aineiston osalta kukaan ei ole parempi kuin Scott Harris ”-artikkeli vuodelta 2005. Se on saatavana ilmaiseksi hengityselinten hoidosta. helppo pitää kiinni tästä ilmaisesta artikkelista tärkeimpänä tietolähteenä. Nunnin vaatimustenmukaisuusosio (8. painoksen s. 29-31) on myös lukemisen arvoinen, mutta siinä ei ole mitään viittausta erityiseen vaatimustenmukaisuuteen (eikä sitä, että sitä olisi koskaan tullut esiin kirjallisissa kirjoituksissa).

Keuhkovaikutusten määritelmä

Nunnin 8. painos antaa seuraavan määritelmän keuhkojen yhteensopivuudesta (s. 17):

”Keuhkojen yhteensopivuus määritellään muutoksena keuhkojen tilavuudessa yksikkömuutoksena transmuraalisen paineen gradientissa (eli alveolin ja pleuraavaruuden välillä).”

Tämä muistuttaa läheisesti mitä tahansa muuta keuhkojen yhteensopivuuden määritelmää. Esimerkiksi Guyton & Hall (13. painos) määrittelee sen ”määräksi, johon keuhkot laajenevat kullekin transpulmonaalisen paineen yksikkönousu (jos tasapainoon päästään riittävästi aikaa) ”, mikä kuulostaa siltä, että ne määrittelivät staattisen yhteensopivuuden. Perusmuodossa voidaan tarkastella Levitzkyn keuhkofysiologiaa (8. painos), jossa todetaan yksinkertaisesti, että ”vaatimustenmukaisuus määritellään tilavuuden muutoksella jaettuna paineen muutoksella”. Tämän käsitteen lyhentämiseksi entisestään leikkaamaan arvokkaita sekunteja vastauksen kirjoittamisajasta:

Compliance = ΔV / ΔP

Staattinen yhteensopivuus

Monet tekijät ovat määrittäneet staattisen yhteensopivuuden vaihtelevasti, mutta useimmissa määritelmissä keskitytään yhteen virtauksen puuttumiseen ja sallittuun aikaan hengityselinten liikkuvien osien rentoutua ja levätä. ”Staattinen P-V-käyrä eliminoi paineen resistiiviset ja impedanssivaikutukset”, selittää Harris (2005); Oletettavasti jäljellä on vain keuhkojen yhteensopivuus, väärentämätön paine-tilavuus-suhde. Määritelmän lainaaminen ja hieman muuttaminen Millerin anestesiasta:

Staattinen yhteensopivuus on tilavuuden muutos jaettuna paineen muutoksella mitattuna ilman kaasuvirtausta.

Tällainen määritelmä ehdottaa mittaamista staattinen yhteensopivuus, sinun tarvitsee vain pysäyttää kaasuvirta. Todellisuudessa tämä ei yleensä pidä paikkaansa. Sano, että mittaat vaatimustenmukaisuutta. Heti kun suljet hengityspiirin sisäänhengityksen jälkeen, huomaat painehäviön, joka johtuu kaasun uudelleenjakautumisesta eri aikavakioilla toimivien keuhkoyksiköiden välillä. Varmasti sanot, että tämä ei ole ”staattinen” prosessi, ja päätät odottaa muutama sekunti ennen mittauksen tallentamista. Sekuntien ohi saatat kuitenkin huomata, että mitattu keuhkotilavuus pienenee. Tämä johtuu tosiasia, että sisällä oleva kaasu imeytyy keuhkoverenkiertoon.Siksi elävässä ihmisen organismissa ei koskaan tule olemaan tilannetta, jossa todella staattinen paineen ja tilavuuden suhde voidaan tallentaa, ja Harris (2005) suosittelee termi ”lähes staattinen” niiden kuvaamiseksi.

Tentin merkityksellisyyden suhteen yllä mainitun määritelmän lisäksi voidaan turvallisesti odottaa, että häntä pyydetään piirtämään kaavio edustamaan ihmisen paine- ja tilavuussuhteita Jos näin on, voisi tehdä pahempaa kuin toistaa kuuluisa suhde, jonka Rahn et al. kuvasi vuonna 1946, mikä oli jostain syystä ensimmäinen tällaisista ponnisteluista. ”On huomattavaa, että fysiologit ovat kiinnittäneet niin vähän huomiota mekaniikkaan aikaisemmin. hengitys, jota ei ole riittävästi Tiedot ovat nyt tallessa normaalien miesten rinnan ja keuhkojen paine-tilavuusominaisuuksista ”, kirjoittajat valittivat. He hankkivat normaalit miehet, sulkivat sieraimensa korkkitulpilla ja mittaivat hengitysteiden paineet elintoimintansa eri murto-osilla (kohteet hengittivät kokonaan ja innoittivat sitten tunnettua kaasumäärää spirometristä ennen hengityksen pysäyttämistä). Näillä liikkeillä osoitettiin seuraava suhde:

Yllä oleva kaavio on identtinen alkuperäisen paperin kuvan 6 kanssa, mutta sen nykyaikaistaminen nykyaikaisten lukijoiden kulutusta varten oli hieman kunnostettua (kukaan ei enää kutsu tätä määrää ”jäännösilmaksi”). Se osoittaa klassisen keuhkojen yhteensopivuuskäyrän, jossa yhteensopivuus on heikkoa pienillä ja suurilla tilavuuksilla, mutta optimaalinen juuri FRC: n yläpuolella, ts. Normaalin vuoroveden tilavuuden alueella.

Staattisen yhteensopivuuden osatekijät

On selvää, että kun pumpataan kaasua henkilön rintaan, paine-tilavuus-suhde tulee olemaan monimutkainen yhdistelmä useita tekijöitä. Näistä hallitsevat pelaajat ovat rintaseinä ja itse keuhkojen kudokset. Kun CICM-harjoittelijan pyydetään kuvailemaan tätä käsitettä, hänen todennäköisesti odotetaan regurgitoivan tämä yhtälö:

Jos ennalta arvattavasti CRS on hengityselinten vaatimustenmukaisuus kokonaisuutena, CL on keuhkojen ja CCW rintaseinän vaatimustenmukaisuus. Yleensä oppikirjoissa annetaan normaaliarvot näitä vaatimuksia varten; keuhko- ja rintaseinän kohdalla nämä ovat 200 ml / cm H2O.

Keuhkojen ja rintaseinän yhteensopivuus liittyy näiden rakenteiden elastisiin ominaisuuksiin, joita käsitellään luvussa kaikki omasta.

Hystereesi staattisessa keuhkojen yhteensopivuudessa

Normaaleissa olosuhteissa (ts. missä se ei ole täynnä suolaliuosta) keuhko ei b ehave ihanteellisena järjestelmänä, ts. sen venymiseen investoitu energia ei palautu deflaation yhteydessä. Tämän takana on, että inflaatiolla ja deflaatiolla on erilaiset paine-tilavuus-suhteet, ja niiden välistä eroa kutsutaan ”hystereesiksi”, termiksi, joka liittyy etymologisesti ”viiveeseen” tai puutteeseen ”, joka kuvaa järjestelmän tilan riippuvuutta sen tilasta. historia. Jos joku ei ole täysin valmistautunut kysymyksiin ”määritellä hystereesi”, hän voi helposti hajota ja hämmentää jotain sellaista kuin ”turmeltumaton asia ei näytä uloshengitysasialta”, joten todennäköisesti kannattaa panostaa jonkin aikaa vankemman määritelmän muistamiseen . Tässä yksi Escolarin erinomaisesta artikkelista & Escolar (2004):

”Käytetty energia keuhkoihin sisäänhengitettynä ei palautu vanhentumisen yhteydessä. Hajottavan energian ominaisuus saa hystereesin nimen. ”

Pittierin, mieleenpainuvampi määritelmä on saatavana paljon vähemmän arvostetusta lähteestä:

”Keuhkojen tilavuus tietyllä paineella sisäänhengityksen aikana on pienempi kuin keuhkotilavuus missä tahansa annetussa paineessa uloshengityksen aikana”

On järkevää odottaa jotain tällaista dynaamisessa PV-silmukassa vastuksen vaikutusten takia (enemmän tästä myöhemmin), mutta se näkyy jopa staattisissa vaatimustenmukaisuuden mittauksissa. 2004) osoittaa hystereesin staattisessa PV-silmukassa superruiskumenetelmällä.Lisätyt tarrat osoittavat, että samalla paineen muutoksella uloshengitysmukaisuus on alhaisempi:

Miksi näin tapahtuu? Syitä on neljä.

• Rekrytointi ja rekrytointi: Kaatuneissa alveoleissa on kiinni olevat seinät, jotka vaativat lisäystä. d mekaaninen energia avautumiseen. Sitä vastoin hyvin paisuneet keuhkorakkulat ovat suhteellisen joustavia ja vaativat suhteellisen vähän energiaa täyttyäkseen edelleen. Tämän vuoksi alveolien paine-tilavuussuhde muuttuu sen jälkeen, kun ne ovat täysin paisuneet.
• Alveolaarisen pintajännityksen vaikutus: tyhjentyneessä keuhkossa pintajännitys on pienempi kuin täysin paisuneessa keuhkossa, koska alveolaarisen pinta-aktiivisen aineen molekyylit pakataan lähemmäs toisiaan, mikä lisää niiden pitoisuutta kaasu-neste-rajapinnassa ja siten laskeva pintajännitys. Nämä hyvin venytettyjen alveolien pinnalla olevat fosfolipidimolekyylit ovat kauempana toisistaan, mikä lisää pintajännitystä ja tekee keuhkosta vähemmän yhteensopivan. Täten, kun keuhko on täynnä täynnä, deflaatiokäyrän yhteensopivuus on alhaisempi, ts. Tilavuuden muutos ei ole suuri olennaisessa paineen muutoksessa
• Stressin rentoutuminen viittaa energian menetykseen keuhkojen parenkyymissä joustavalla. Tämä muistuttaa klassista hystereesin määritelmää, koska palautumattoman energian määrä, joka johtuu siitä, että jokin on epätäydellisesti joustava. Epätäydellinen keuhko venyy, kuluttaa energiaa ja tuhlaa sen sitten kollageeni- ja elastiinikuitujen muodon muuttamiseen sen sijaan, että varastoisi sitä myöhempää vapautumista varten.
• Kaasun imeytyminen mittauksen aikana ei todellakaan ole itse keuhkojen parenkyymin ominaisuus, vaan pikemminkin mittauksen artefakti. Kuten edellä mainittiin, staattisen keuhkovaikutuksen mittauksessa on jokaisessa vaiheessa tietty sisäänrakennettu tauko, joka antaa osan kaasusta imeytyä eläviin järjestelmiin, mikä johtaa ilmeiseen muutokseen tilavuudessa ja paineessa.

Dynaaminen yhteensopivuus

Toisin kuin staattinen yhteensopivuus, termi ”dynaaminen yhteensopivuus” kuulostaa siltä, että se viittaa johonkin voimakkaaseen ja liikkuvaan. Staattisen yhteensopivuuden määritelmä on helposti muutettavissa sopivaksi:

Dynaaminen yhteensopivuus on tilavuuden muutos jaettuna paineen muutoksella mitattuna kaasuvirran läsnä ollessa.

Pohjimmiltaan se on sama noudattaminen, mutta mitataan normaalin sisäänhengityksen ja vanhentumisen aikana. Dynaaminen yhteensopivuus on aina pienempi kuin staattinen yhteensopivuus. Syynä tähän on, että dynaaminen yhteensopivuus sisältää tavallisen rintakehän paineen ja keuhkopaineen lisäksi myös ilmavirran vastuksen.

Tämä on suurin ero staattisen ja dynaamisen yhteensopivuuden välillä. On hengitysteiden vastus, joka lisää painetta jokaisessa tilavuudessa, ja tämä riippuu kaasun virtausnopeudesta. Vastus kasvaa ilmavirran kasvaessa, varsinkin kun virtaus muuttuu turbulentiksi. Sellaisena hengitysteiden vastuksen vaikutus dynaamiseen vaatimustenmukaisuuteen kasvaa ilmavirran kasvaessa, mikä puolestaan vähentää vaatimustenmukaisuutta.

Toinen suuri ero staattisen ja dynaamisen yhteensopivuuden välillä on tasapainottamisen tauon puuttuminen mittauksen aikana. Staattisten vaatimustenmukaisuuden mittausmenetelmien avulla keuhko mitataan yleensä, kun se on täysin paikallaan, muutaman sekunnin kuluttua ovat antaneet pidempien aikavakioiden yksiköiden täyttyä kokonaan. Dynaamisen yhteensopivuuden mittaus tapahtuu lennossa, eikä ilmalla ole aikaa jakautua hitaampiin keuhkoyksiköihin. Tämän seurauksena on yksikkötilavuudelle mitattu korkeampi paine, ts. Pienempi keuhkojen yhteensopivuus. Lisäksi mitä lyhyempi sisäänhengitys- ja uloshengitysaika, sitä enemmän tämä vaikutus vaikuttaa dynaamiseen yhteensopivuuteen.

Joten. Dynaaminen yhteensopivuus vähenee lisääntyvän ilmavirran ja nopeamman hengitysjakson myötä. Molemmat näistä ovat läsnä takypnoeettisilla potilailla. Termi, jota tyypillisesti käytetään kuvaamaan tätä, on ”taajuusriippuvuus”. Katsoulis ym. (2016) osoittivat tämän kauniisti astmapotilaiden ryhmässä. Heidän kaavio (häpeämättömästi varastettu alkuperäisestä paperista) osoittaa kasvavan aukon staattisen ja dynaamisen yhteensopivuuden välillä, joka liittyy lisääntyneeseen hengitystaajuuteen, erityisesti silloin, kun hengitysteiden tauti on pieni.

Edellä mainitun hengitysresistenssin vaikutuksen lisäksi tässä hengitysteiden kokonaispaineeseen dynaamiseen yhteensopivuuteen vaikuttaa myös hengitysteiden heterogeenisuus. aikavakiot keuhkoyksiköiden joukossa. Nopealla inspiraatiolla on vain aikaa täyttää ”nopeat” alveolit, mikä tuottaa painetta suhteellisen hitaan tilavuuden noudattamisen perusteella (loput tilavuudesta ovat ”hitaita” alveoleja). Tämä lisää myös dynaamisen yhteensopivuuden taajuusriippuvuutta.

Tässä vaiheessa on myös tärkeää (vaikkakaan todennäköisesti merkityksellistä tenttitarkoituksiin) huomauttaa, että itse asiassa tässä käytetty dynaamisen yhteensopivuuden määritelmä (ja monissa muissa lähteissä) ei ole täysin tarkka. Vaikka tutkijat haluavat sinun ajattelevan tätä, vastustuksen sisällyttäminen määritelmään tekee dynaamisesta noudattamisesta jonkin verran väärää. Tai pikemminkin olisi tarkempaa sanoa, että yhtälö,

Cdyn = VT / (PIP – PEEP)

missä

• VT on vuoroveden tilavuus
• PIP on huippuhengityspaine
• PEEP on positiivinen uloshengityksen loppupaine

ei mittaa minkäänlaista vaatimustenmukaisuutta, koska mittaukseen sisältyy vastus.

Lisäksi joka tapauksessa dynaamisen yhteensopivuuden mittaus joka yleensä suoritetaan mekaanisella ventilaattorilla rutiinitoiminnon aikana, määritetään rakentamalla paine-tilavuus-silmukka ilmanvaihdon aikana. Tämän silmukan avulla ventilaattori voi määrittää, missä kaasun virtaus on nolla, eli missä hengitysteiden paine ja alveolaarinen paine ovat samat. Nämä pisteet yhdistävän viivan kaltevuus on dynaaminen yhteensopivuus. Nollakaasun virtauspiste ei kuitenkaan yleensä ole huippuhengityspaine, vaan jotain lähempänä P1: tä, joka on painehäviö, joka tapahtuu sisäänhengityksen lopussa:

Näin ollen mekaanisesti tuuletetulla potilaalla Cdyn lasketaan seuraavasti:

Cdyn = VT / (P1 – PEEP)

missä

• VT on vuoroveden tilavuus
• P1 on paine pian virtauksen lopettamisen jälkeen, joka on hieman korkeampi kuin tasanne paine, joka antaisi sinulle dynaamisen yhteensopivuuden
• PEEP on positiivinen uloshengityksen paine

Erityinen vaatimustenmukaisuus

Erityisen vaatimustenmukaisuuden käsitteen tarve voidaan osoittaa yksinkertaisella ajatuskokeella. Harkitse 20 kg painavan lapsen paine-tilavuus-suhdetta. Voi saavuttaa elintärkeän kapasiteetin, ehkä 1 l, 20 cm H2O: lla. Vertaa sitä aikuiseen, jonka keuhkotilavuus 20 cm H2O: lla saattaa olla 4 litraa. Tarkoittaako tämä, että aikuisella on suurempi keuhkojen yhteensopivuus?

Tietenkään ei. Tämä osoittaa kuitenkin, että standardimenetelmä keuhkojen yhteensopivuuslukujen vertailemiseksi pyrkii hajoamaan, kun yritetään verrata vaatimustenmukaisuutta potilaiden välillä, joiden koko on koomisesti erilainen. Tässä tulee erityinen noudattaminen.Harrisin (2005) mukaan

”Erityinen noudattaminen on vaatimustenmukaisuus, joka normalisoidaan keuhkotilavuudella”

Tämä keuhkojen tilavuuden normalisointi on yleensä FRC. Täten spesifinen vaatimustenmukaisuus voidaan ilmaista seuraavasti:

missä CTot on koko staattinen keuhkojen yhteensopivuus ja FRC voidaan korvata mikä tahansa keuhkotilavuus. Koska valittu keuhkojen tilavuus skaalautuu myös kehon koon mukaan, tämän parametrin tulisi pysyä yhtenäisenä riippumatta siitä, onko yksi suuri vai pieni. Harkitse: lapsella, jonka keuhkovaatimukset ovat 50 ml / cmH2O ja FRC 500 ml, erityinen yhteensopivuus on 50/500 = 0,1 ml / cmH2O. Suuren aikuisen vaatimustenmukaisuus 200 ml / cmH2O ja suurempi 2000 ml: n FRC olisi myös erityinen 0,1 ml / cmH2O. Normaaliarvo tälle annetaan yleensä 0,05 ml / cmH2O.

Keuhkojen yhteensopivuuteen vaikuttavat tekijät

Kysymys 14 vuodelta 2016 ja kysymys 1 (s.2) Vuonna 2008 kysyttiin tekijöistä, jotka vaikuttavat vaatimustenmukaisuuteen. Erityisesti vuoden 2008 kysymys oli paras mallivastauksella, jossa ilmoitettiin selvästi tutkijoiden odotukset. Yhteenvetona voidaan todeta, että nämä tekijät ovat:

• Keuhkojen määrä (vaikuttaa PEEP: ään, dynaamiseen hyperinflaatioon) , jne.)
• Keuhkojen elastinen takaisku (vaikuttaa ikään ja sairauteen, esim. emfyseema vähentää sitä)
• Rintaseinän yhteensopivuus (vaikuttaa rintavammoihin, palovammoihin, leikkauksiin, esim. auki rintakehä)
• Keuhkoveren määrä (ruuhkainen kärki on vähemmän yhteensopiva)
• Hengitystiheys vaikuttaa myös dynaamiseen keuhkojen yhteensopivuuteen
• Keuhkojen pinta-aktiivinen aine lisää keuhkojen yhteensopivuutta
• Asento (katso luku paikannuksen vaikutuksista hengityksen mekaniikkaan)

Hengitysnopeuden vaikutuksista dynaamiseen yhteensopivuuteen on jo keskusteltu; pinta-aktiivisen aineen vaikutuksista on syytä keskustella erikseen.

Alveolaarisen pinta-aktiivisen aineen vaikutus keuhkojen yhteensopivuuteen

Useimmat oppikirjat löytävät keinon sovittaa keuhkojen pinta-aktiiviset aineet staattiseen yhteensopivuuteen vaikuttavien asioiden luokka. Yleensä käyrä piirretään, mikä osoittaa pinta-aktiivisen aineen puuttumisen vaikutuksen keuhkojen yhteensopivuuteen. Viite tähän on yleensä kuuluisa T.E. Morgan, mutta itse asiassa Kurt von Neergaard julkaisi alkuperäiset kokeelliset tiedot vuonna 1929. Valitettavasti Zeitschrift fur die gesamte experimentelle Medizinin alkuperäistä artikkelia ei voida enää hankkia millään kohtuullisella (halpa) keinolla, mutta kaavio on riittävän kuuluisa, jotta siitä löytyy versio kaikkialta. Joissakin tapauksissa, esimerkiksi alla olevasta Radfordin kaaviosta (1964), löytyy jopa alkuperäisen kokeellisen kissan sarjanumero. Jostain syystä kaikki valitsevat kaavion kassasta 27.

Kissan 27 keuhkot täytettiin ensin ja tyhjennettiin ilmalla. Sitten ne upotettiin suolaliuokseen ja täytettiin suolaliuoksella. Vaikutus oli huomattava. Fysiologisella suolaliuoksella täytetyssä keuhkossa pinta-aktiivisen aineen vaikutus alveolien pintajännitykseen hävitettiin, ja mitattiin vain keuhkojen joustavuus. Hukkunut keuhko oli paljon yhteensopivampi kuin ilmalla täytetty keuhko.

Tämä näyttää kuitenkin olevan merkityksetön kaavio tässä vaiheessa. Se kuvaa vain, että pintajännityksen läsnäolo vähentää keuhkojen yhteensopivuutta ja että ilman sitä itse keuhkokudoksen yhteensopivuus on erinomaista. On tunnettua, että pinta-aktiivinen aine lisää keuhkojen yhteensopivuutta, koska vedellä itsessään on niin suuri pintajännitys, että alveolit romahtaisivat joukkoon ja keuhkojen yhteensopivuus olisi erittäin heikkoa. Varmasti olisi parempi havainnollistaa tätä käsitettä? Sopiva kaavio tähän tarkoitukseen on peräisin Lachmann et al: n (1980) julkaisusta. Kirjoittajat pesivät kaiken pinta-aktiivisen aineen kaneiden keuhkoista ja loivat siten ARDS: ää muistuttavat olosuhteet (katso heidän varastetut kaaviot alla).