Đồ họa máy thở: dạng sóng, vòng lặp và các phép đo thứ cấp

Ventilator Graphics: Scalars, Loops, & Secondary Measures

Amanda M Dexter and Kimberly Clark

Respiratory Care June 2020, 65 (6) 739-759; DOI: https://doi.org/10.4187/respcare.07805

Dịch bởi: BS. Đặng Thanh Tuấn – BV Nhi đồng 1

Tóm tắt

Giám sát đồ họa thông khí phổ biến trong ICU. Thông tin đồ họa cung cấp cho các bác sĩ lâm sàng những manh mối tức thì liên quan đến sự tương tác giữa bệnh nhân và máy thở và chức năng của máy thở. Các công cụ hiển thị này nhằm giảm các biến chứng liên quan đến thở máy, chẳng hạn như sự không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở. Nó cũng hữu ích để đánh giá cơ học hô hấp ở bệnh nhân thở máy bằng cách sử dụng cả hiển thị biểu đồ dạng sóng và vòng lặp trên máy thở. Thông tin bổ sung có thể thu được bằng cách quan sát các trị số thở máy thứ cấp bao gồm chỉ số căng thẳng, điểm uốn và công thở. Đồ họa máy thở tác động đến việc xử trí thông khí cơ học thông qua việc tối ưu hóa hiệu quả chăm sóc bệnh nhân và tăng cường phản ứng kịp thời của bác sĩ lâm sàng. Mặc dù là một tài sản quý giá trong việc cung cấp dịch vụ chăm sóc bệnh nhân chất lượng cao, nhiều bác sĩ lâm sàng tại giường bệnh không có hiểu biết thấu đáo về đồ họa máy thở. Thành thạo về diễn giải đồ họa máy thở là chìa khóa trong việc xử trí bệnh nhân đang được hỗ trợ thông khí.

Giới thiệu   

Diễn giải đồ họa máy thở là một thành phần quan trọng trong xử trí bệnh nhân cấp tính và mãn tính đang được thở máy. Nếu không theo dõi và xác định đúng các vấn đề liên quan đến cơ hô hấp bằng đồ họa máy thở có thể dẫn đến các biến chứng như không đồng bộ bệnh nhân-máy thở, thời gian thở máy kéo dài, thời gian nằm viện lâu hơn, tăng chi phí và thậm chí tử vong. Những nỗ lực đã được thực hiện trong những năm qua để cải thiện chất lượng của công nghệ máy thở. Mặc dù nhiều nhà sản xuất đã tìm cách triển khai màn hình máy thở dễ hiểu, nhưng nhiều chuyên gia chăm sóc sức khỏe không được đào tạo bài bản về phân tích đồ họa máy thở. Khả năng của các bác sĩ lâm sàng tại giường trong việc giải thích và xử trí bệnh nhân một cách đầy đủ trên cơ sở đồ họa máy thở đã được chú ý nhiều do sự gia tăng tỷ lệ mắc bệnh và tử vong ở những bệnh nhân thở máy. Phân tích đồ họa máy thở có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa tương tác giữa bệnh nhân và máy thở. Việc sử dụng đồ họa máy thở như biểu đồ dạng sóng, vòng lặp, chỉ số căng thẳng, điểm uốn và công thở (WOB) đã được mô tả trong tài liệu như những cách để cải thiện xử trí chăm sóc ở bệnh nhân thở máy. Bài báo này sẽ xem xét đồ họa về máy thở, cách sử dụng sinh lý của chúng tại giường và tác động đã biết của chúng đối với các chiến lược xử trí bệnh nhân thở máy.

Đồ họa máy thở: hiện tại

Việc xử trí những bệnh nhân nặng cần thở máy tiêu tốn nhiều nguồn lực và thời gian. Những bệnh nhân này cần được chăm sóc phức tạp và có nguy cơ cao bị các tác dụng phụ. Việc giám sát không đầy đủ đồ họa máy thở có thể gây nguy hiểm đáng kể cho sự an toàn của bệnh nhân, dẫn đến các biến chứng như không đồng bộ và tăng WOB, cũng như các kết quả bất lợi.1 Đào tạo cho toàn bộ nhóm chăm sóc bệnh nhân về xử trí liên tục bệnh nhân về thông khí xâm lấn và không xâm lấn là nói chung là hạn chế; Ngoài ra, hầu hết các bác sĩ lâm sàng có rất ít, nếu có, được đào tạo chính quy về cách giải thích các dạng sóng của máy thở. Việc theo dõi đồ họa máy thở cho thấy cơ hội áp dụng sinh lý hô hấp tại giường bệnh và sử dụng khoa học để cải thiện việc chăm sóc bệnh nhân. Rất tiếc, thông tin này thường không được tích hợp vào thực hành hàng ngày đối với nhiều bác sĩ lâm sàng. Do đó, dù thông tin thích hợp có sẵn trên màn hình máy thở, và các bác sĩ lâm sàng ít chú ý đến, ngoài các hiển thị bằng số. Đồ họa máy thở hiếm khi được công nhận xứng đáng, và về mặt nào đó, công nghệ tiên tiến này đã vượt qua khả năng sử dụng thông tin đúng cách của các bác sĩ lâm sàng.2 Bất chấp những trở ngại này, diễn giải đồ họa là chìa khóa trong việc xử trí bệnh nhân được hỗ trợ thông khí. Năm 2005, Durbin3 đề nghị các bác sĩ lâm sàng nên thường xuyên tiếp xúc với đồ họa máy thở để cải thiện sự thoải mái và năng lực. Đồ họa về máy thở tạo thành một công cụ tại giường bệnh có giá trị và sự hiểu biết thấu đáo về thông khí cơ học có thể ảnh hưởng đến chất lượng chăm sóc được cung cấp trong các ICU. Theo dõi tiêu chuẩn hóa đồ họa máy thở có thể hữu ích để cải thiện sự đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở, giảm WOB, cải thiện sự thoải mái của bệnh nhân và giảm kết cục tử vong ở bệnh nhân thở máy.⁴

Sinh lý hô hấp ứng dụng

Để hiểu đồ họa máy thở, bác sĩ lâm sàng cần xem xét một mô hình của hệ thống hô hấp. Hình 1 thể hiện hệ thống phức tạp của đường thở và các đơn vị phổi ở dạng đơn giản dễ hiểu hơn. Mô hình phổ biến nhất cho mục đích này được gọi là mô hình một ngăn của hệ thống hô hấp.^5-9 Chức năng của mô hình này là cho phép các bác sĩ lâm sàng thực hiện các phép đo của 3 thông số máy thở phổ biến nhất và sử dụng chúng để mô tả các đặc tính cơ học của hệ thống hô hấp hữu ích để hiểu cả sinh lý bệnh nhân và sự tương tác giữa bệnh nhân với máy thở. Có 2 đặc tính cơ cơ bản được quan tâm. Đầu tiên là sức cản (resistance), được định nghĩa là tỷ lệ giữa sự thay đổi áp lực với thay đổi lưu lượng và thứ hai là độ đàn hồi (elastance), được định nghĩa là tỷ số giữa sự thay đổi áp lực và sự thay đổi thể tích.^5,6,10,11

Hình 1. Mô hình một ngăn của hệ hô hấp. Từ tài liệu tham khảo 9

Các bác sĩ lâm sàng cũng phải hiểu rằng mô hình hệ thống hô hấp có thể có nhiều dạng: nó có thể là một hình ảnh (Hình 1), nó có thể là vật lý (ví dụ, mô hình ống hút và quả bóng bay), hoặc nó có thể là toán học (tức là, được biểu thị dưới dạng của áp lực, thể tích và lưu lượng như các hàm của thời gian). Dạng hữu ích nhất của mô hình một ngăn của hệ hô hấp là dạng toán học, được gọi là phương trình chuyển động (equation of motion) của hệ hô hấp: P_vent = (E × V) + (R × V̇), hoặc Pvent = ( V/C) + (R × V̇), trong đó P_vent là áp lực do máy thở tạo ra, E là độ đàn hồi của hệ thống hô hấp, V là thể tích theo thời gian, R là sức cản đường thở, V̇ là lưu lượng theo thời gian và C là độ giãn nở hệ thống hô hấp. Đây là khái niệm quan trọng nhất trong việc hiểu đồ họa máy thở và tương tác giữa bệnh nhân và máy thở. Nó bắt đầu với định luật chuyển động thứ ba của Newton, trong đó nói rằng áp lực mà máy thở tạo ra trái ngược với một áp lực bằng và ngược chiều do bệnh nhân tạo ra.¹² Phương trình toán học sau đó có thể được mở rộng ở phía bên phải để cho thấy áp lực do bệnh nhân tạo ra. Thực tế có 2 yếu tố, độ đàn hồi và sức cản đường thở.^5,6,10 Sử dụng các định nghĩa chung cho độ đàn hồi và sức cản đường thở, phương trình có thể được mở rộng hơn nữa để chỉ ra mối quan hệ giữa 3 thông số máy thở phổ biến nhất (tức là áp lực, thể tích và lưu lượng như các hàm của thời gian) và trong số 2 yếu tố cơ học hô hấp (tức là độ đàn hồi và sức cản của đường thở). Phương trình chuyển động cũng là cơ sở lý thuyết để xác định chế độ thông khí bắt buộc liên tục kiểm soát áp lực (pressure control continuous mandatory ventilation) và chế độ thông khí bắt buộc liên tục kiểm soát thể tích (volume control continuous mandatory ventilation) của thông khí cơ học (Hình 2).^5,6,10 Thông khí bắt buộc liên tục kiểm soát áp lực kiểm soát phía bên trái của phương trình toán học. Về cài đặt máy thở, kiểm soát áp lực có nghĩa là bác sĩ lâm sàng thiết lập hình dạng của dạng sóng áp lực. Ngược lại, thông khí bắt buộc liên tục kiểm soát thể tích có nghĩa là bác sĩ lâm sàng kiểm soát vế phải của phương trình. Điều này ngụ ý rằng bác sĩ lâm sàng thiết lập hình dạng của cả dạng sóng thể tích khí lưu thông (V_T) và dạng sóng lưu lượng hít vào. Hơn nữa, phương trình chuyển động giúp các bác sĩ lâm sàng giải thích các quan sát tại giường về đồ họa máy thở. Trong thông khí bắt buộc liên tục kiểm soát thể tích, nếu độ đàn hồi hoặc sức cản đường thở tăng, áp lực đỉnh thở ra (PIP) tăng. Trong thông khí bắt buộc liên tục kiểm soát áp lực, nếu độ đàn hồi hoặc sức cản của đường thở tăng lên, thể tích và lưu lượng thay đổi. Trong thực hành lâm sàng, những nỗ lực tự phát của bệnh nhân cũng cần được tính đến. Điều này được thực hiện bằng cách thêm một số hạng vào bên trái của phương trình: P_vent + P_mus = (E × V) + (R × V̇), trong đó P_mus là áp lực cơ hoặc nỗ lực tự phát của bệnh nhân. áp lực tạo ra bởi các cơ liên quan đến quá trình thở tự phát, chẳng hạn như cơ hoành và cơ liên sườn. Nếu áp lực cơ trên 0, hiện tượng thở tự phát và sẽ có những ảnh hưởng đến áp lực, thể tích hoặc lưu lượng, tùy thuộc vào phương thức thở máy.^5,6,10 Thêm khái niệm về áp lực cơ hô hấp giúp bác sĩ lâm sàng hiểu được các quan sát khác tại giường bệnh bằng cách sử dụng đồ họa máy thở. Trong thông khí bắt buộc liên tục kiểm soát thể tích, vế phải của phương trình phải không đổi. Do đó, nếu bệnh nhân cố gắng tự phát, được định nghĩa là tăng áp lực cơ, áp lực máy thở (P_vent) phải giảm để giữ cho tổng các số hạng ở bên trái của phương trình không đổi. Về mặt hình ảnh, điều này chứng tỏ sự biến dạng của dạng sóng áp lực, một dạng không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở.

Sự không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở là do các yếu tố khác nhau liên quan đến sự không phù hợp giữa nhu cầu thời gian, lưu lượng, thể tích hoặc áp lực của hệ thống hô hấp của bệnh nhân và máy thở.¹³ Các nguyên nhân phổ biến nhất của sự không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở có liên quan đến độ nhạy kích hoạt, phân phối lưu lượng, và các tiêu chí về chu kỳ, có thể có ảnh hưởng sâu sắc đến việc kiểm soát thần kinh của nhịp thở.¹⁴ Kiểm soát thần kinh của nhịp thở được điều chỉnh bởi các thụ thể hóa học và thụ thể phổi để cảm nhận những thay đổi trong thành phần hóa học của máu và các chất dịch khác (ví dụ: pH, PO₂, PCO₂) và các thay đổi về đặc tính cơ học (ví dụ: tải cơ, độ căng quá mức), tương ứng. Ví dụ, việc kích hoạt chậm (delayed triggering) hoặc mất kích hoạt (missed triggering) có thể gây ra quá tải cơ dẫn đến khó chịu, tăng WOB và khó thở.^14-15 Năm 2006, Thille và cộng sự đã đánh giá tỷ lệ không đồng bộ bệnh nhân-máy thở trong quá trình thông khí bắt buộc liên tục ở 62 đối tượng. Gần một phần tư các đối tượng đã trải qua một tỷ lệ cao các biến cố không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở, chủ yếu là do kích hoạt không hiệu quả (ineffective triggering) và kích hoạt kép (double-triggering). Sự kích hoạt không hiệu quả được quan sát thấy thường xuyên nhất và có liên quan đến việc kích hoạt hít vào kém nhạy hơn, mức hỗ trợ áp lực cao hơn, V_T cao hơn và pH cao hơn. Trong nhóm đối tượng này, các yếu tố kích hoạt bị bỏ sót chủ yếu là hệ quả của PEEP nội sinh. 

Hình 2. Giải thích toán học thông khí cơ học. (A) Thông khí bắt buộc liên tục kiểm soát thể tích. (B) Cài đặt cố định và những thay đổi bị ảnh hưởng trong quá trình thông khí bắt buộc liên tục kiểm soát thể tích; những thay đổi trong cơ học hô hấp ảnh hưởng đến biểu đồ dạng sóng áp lực. (C) Thông khí bắt buộc liên tục kiểm soát áp lực. (D) Cài đặt cố định và những thay đổi bị ảnh hưởng trong quá trình thông khí bắt buộc liên tục kiểm soát áp lực; những thay đổi trong cơ học hô hấp ảnh hưởng đến thể tích và lưu lượng biểu đồ dạng sóng. (E) Sự biến dạng biểu đồ dạng sóng hoặc sự không đồng bộ giữa máy thở và bệnh nhân trong thông khí bắt buộc liên tục kiểm soát thể tích. P_vent = áp lực thông khí; E = sự đàn hồi hệ thống hô hấp; V = thể tích; R = sức cản đường thở; ̇ = lưu lượng theo thời gian.

Ngoài ra, tỷ lệ bệnh nhân không đồng bộ máy thở cao có liên quan đến thời gian thở máy dài hơn. Lựa chọn chế độ và cài đặt máy thở là các yếu tố ảnh hưởng đến sự không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở.¹³ Cần hướng dẫn sự tương tác tối ưu giữa bệnh nhân và máy thở bằng cách chọn chế độ máy thở và các cài đặt giúp tăng khả năng kiểm soát thông khí của bệnh nhân. Những tiến bộ trong công nghệ thở máy đã giới thiệu các chế độ mới và cài đặt có thể thay đổi để cải thiện sự tương tác giữa bệnh nhân và máy thở. Việc giải thích đúng đồ họa máy thở và do đó xử trí bệnh nhân thở máy đòi hỏi bác sĩ lâm sàng phải hiểu biết toàn diện về sinh lý hô hấp, chức năng hô hấp của bệnh nhân và các nguyên tắc cơ bản của thở máy.

Thiết kế máy thở

Khái niệm về thông khí cơ học hiện đại có thể bắt nguồn từ giữa thế kỷ 16 với mô tả của Vesalius về việc áp dụng thông khí áp lực dương.¹⁷ Tuy nhiên, những tiến bộ trong việc phát triển thông khí cơ học đã bị đình trệ cho đến giữa đến cuối thế kỷ 19 do sự thiếu hiểu biết về nguyên lý sinh lý. Thông khí áp lực âm đã trở thành phương tiện chủ yếu để cung cấp hỗ trợ thông khí bằng cách sử dụng áp lực dưới khí quyển cung cấp xung quanh cơ thể.^17-18 Việc sử dụng thông khí áp lực âm đạt đỉnh điểm trong dịch bệnh bại liệt vào giữa thế kỷ 20 với sự phát triển của phổi sắt. Tuy nhiên, những hạn chế và vấn đề liên quan đến hệ thống thông khí áp lực âm khiến nó không hiệu quả trong việc duy trì hệ thống thông khí nhất quán. Sự tập trung chủ yếu vào việc cung cấp hỗ trợ thông khí bắt đầu thay đổi với sự hiểu biết sinh lý học tăng lên về trao đổi khí, mở ra kỷ nguyên mới của máy thở áp lực dương xâm lấn trong ICU.¹⁷ Trong 60 năm qua, sự phát triển của thiết kế máy thở đã được cải thiện đáng kể từ việc chỉ cung cấp thông khí kiểm soát thể tích, kích hoạt bằng máy đến những tiến bộ hiện đại của hệ thống kiểm soát bằng vi xử lý được thiết kế để tăng khả năng kiểm soát thông khí của bệnh nhân thông qua việc cải thiện kích hoạt bệnh nhân, phân phối lưu lượng và các phương thức thông khí có thể tự động điều chỉnh các thông số thở để đáp ứng với các tình trạng bệnh nhân khác nhau.^17,19

Năm 2011, Kacmarek¹⁸ cho rằng có thể sử dụng nhiều yếu tố khác nhau để xác định tính hữu dụng của các tính năng thiết kế mới như cải thiện độ an toàn, giảm nguy cơ tổn thương phổi, oxygen hóa và thông khí hiệu quả hơn, cai máy cho bệnh nhân hiệu quả hơn và cải thiện tính đồng bộ giữa bệnh nhân với máy thở. Các yếu tố quan trọng khác cần được xem xét bao gồm khả năng giám sát và dữ liệu chính xác lấy từ máy thở dễ hiểu để xử trí máy thở hiệu quả. Máy thở ngày nay được thiết kế để nắm bắt tất cả các biến số thông khí có liên quan (ví dụ: lưu lượng, áp lực, thể tích) bằng cách sử dụng thiết bị truyền động, cảm biến và thuật toán xử lý tín hiệu kỹ thuật số để cung cấp chế độ thông khí mong muốn và sau đó hiển thị thông tin đó lại cho chúng tôi.

Trong thập kỷ qua, lĩnh vực thiết kế máy thở đã thay đổi. Ngày nay, máy thở ICU được kỳ vọng sẽ cung cấp thông tin ở dạng thuận tiện. Công nghệ máy thở có khả năng thiết kế và sản xuất khả năng thu và dịch hiệu quả các biến này. Các tín hiệu và dữ liệu khác nhau được truyền đạt quan trọng đối với việc xử trí thích hợp máy thở ICU. Tuy nhiên, vào năm 2005, Sanborn²⁰ đã đưa ra một vấn đề liên quan đến chất lượng yêu cầu của thông tin này, có liên quan đến khái niệm đo lường so với ước tính. Sanborn²⁰ nhấn mạnh rằng độ chính xác của dữ liệu và đồ họa lấy từ máy thở mang tính ước lượng hơn là đo lường chính xác. Ngắn gọn, độ chính xác cao đi kèm với giá cao, trong khi ước tính tốt đi kèm với mức giá hợp lý. Độ chính xác, liên quan đến đồ họa máy thở, luôn phải là trọng tâm của sự chú ý. Sanborn²⁰ lập luận rằng mặc dù độ chính xác của các biến số thông khí luôn là trọng tâm của sự chú ý, chất lượng của dữ liệu lấy từ máy thở phù hợp hơn với một ước tính đủ tin cậy hơn là một phép đo chính xác cao.

Những tiến bộ công nghệ và khả năng phức tạp thường vượt xa những gì mà nhiều bác sĩ lâm sàng có thể hiểu và sử dụng đầy đủ. Với việc xem xét đánh giá các yếu tố xác định tính hữu dụng của các tính năng thiết kế mới, độ tin cậy của dữ liệu lấy từ máy thở và khả năng sử dụng thông tin để xử trí máy thở phù hợp, các nhà sản xuất đã đạt được mức trần công nghệ chưa?

Năm 2009, Thille và cộng sự đã thực hiện một nghiên cứu thực nghiệm so sánh máy thở ICU thế hệ mới (khoảng năm 2006) với máy thở có sẵn trong năm 2000. Nhóm điều tra viên đã kiểm tra chức năng kích hoạt, khả năng điều áp và độ chính xác của phép đo áp lực và sức cản của quá trình thở ra khi thông khí hỗ trợ áp lực và thông khí kiểm soát thể tích. Tóm lại, máy thở mới không hoạt động tốt hơn máy thở cũ. Một số máy thở có đặc điểm hiệu suất kém hơn các máy cũ hơn, cho thấy có thể đã đạt đến mức công nghệ tiềm năng.²¹ Tương tự, Marjanovic và cộng sự²² nhằm cung cấp đánh giá toàn diện về 6 máy thở ICU gần đây, đánh giá cả hiệu suất công nghệ và tính công thái học của chúng. Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng, mặc dù máy thở có hiệu suất kỹ thuật và thiết kế chức năng tương tự, các tính năng như vậy được coi là kém, do đó làm tăng nguy cơ sử dụng sai và các sự kiện bất lợi. Mặc dù rất nhiều nỗ lực đã được thực hiện để cải thiện các vấn đề kỹ thuật của máy thở, sự phức tạp ngày càng tăng có thể thực sự dẫn đến lỗi thiết kế. Không chỉ các chức năng được sử dụng không đầy đủ, mà các chức năng chính thường được xử lý không đúng cách. Ngoài ra, các yếu tố kiểm soát chất lượng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của máy thở. Govoni và cộng sự²³ đã thực hiện một nghiên cứu kiểm soát chất lượng đa trung tâm về hiệu suất của máy thở ICU. Các phát hiện cho thấy rằng hiệu suất tổng thể là tốt, nhưng có sự khác biệt về hiệu suất đáng kể; trong một số trường hợp, các sai số đáng kể đã được tìm thấy, đặc biệt là trong các biến liên quan đến thể tích và áp lực đỉnh. Đồ họa máy thở cung cấp một màn hình hiển thị trực quan về tương tác giữa bệnh nhân và máy thở và diễn giải đồ họa máy thở là một công cụ quan trọng để bác sĩ lâm sàng sử dụng để đánh giá những thay đổi trong cơ học hô hấp và phản ứng với liệu pháp cũng như khắc phục sự cố.

Vào năm 2015, Garnier và cộng sự²⁴ đã thực hiện các nghiên cứu thực nghiệm để xác định độ chính xác của 13 máy thở mới để cung cấp các thông số đã chọn trong các điều kiện khác nhau. Kết quả cho thấy, mặc dù có nhiều cải tiến nhưng mức hỗ trợ V_T, PEEP và áp lực được cung cấp kém tin cậy hơn so với các thiết bị được hiển thị, điều này cho thấy cần phải điều tra những điểm không nhất quán và tiến bộ giữa các máy thở hiện đại.²⁴ Tuy nhiên, trong một nghiên cứu gần đây hơn, Delgado và cộng sự²⁵ đã thử nghiệm 7 máy thở chăm sóc tích cực cấp độ trung bình tuabin về hiệu suất trong khả năng điều áp và kích hoạt. Tất cả các máy thở đều hoạt động bình thường, nhưng các máy thở mới nhất có công suất điều áp cao hơn và hiệu suất kích hoạt tốt hơn so với các mẫu tuabin cũ. Mặc dù hiệu suất kỹ thuật rõ ràng là quan trọng, nhưng các khía cạnh khác của chức năng đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định hiệu suất.

Một khó khăn khác đối với các thiết kế máy thở hiện đại là thiếu từ vựng chuẩn hóa và các định nghĩa bổ sung về các chế độ máy thở mới mà không có thuật toán được công bố, điều này có thể dẫn đến sự mơ hồ và nhầm lẫn.²⁶ Do đó, đào tạo về thiết bị cụ thể là cần thiết để đảm bảo năng lực lâm sàng và tránh những khái quát hóa không phù hợp.

Những cải tiến trong quá khứ đối với máy thở cơ học là do sự kết hợp của các khái niệm và công cụ sinh lý, y học và kỹ thuật. Khi sự phức tạp của máy thở hiện đại tiếp tục tăng lên, các chiến lược thiết kế và phát triển nâng cao phải được thực hiện thông qua cách tiếp cận liên ngành. Nên tham gia kiến thức và chuyên môn của các nhà kỹ thuật sinh học và các bác sĩ lâm sàng khác nhau. Cần phải được giáo dục đầy đủ về thiết kế và chế tạo máy thở cơ học, sinh lý bệnh đường hô hấp của bệnh nhân, cách sử dụng máy thở máy và các vấn đề công nghệ. Nhu cầu của bệnh nhân đang thay đổi và cần có biện pháp xử trí thông khí tối ưu để hỗ trợ các tình trạng rối loạn hô hấp hiện tại không ổn định.

Đồ họa máy thở

Để hiểu sinh lý tim, các nhà lâm sàng nghiên cứu điện tâm đồ và các dạng sóng huyết áp; theo cách tương tự, bác sĩ lâm sàng phải hiểu đồ họa máy thở để đánh giá cơ học hô hấp. Mặc dù đồ họa máy thở và các phép đo cơ học hô hấp được cung cấp bởi tất cả các máy thở hiện đại, thông tin này vẫn chưa được đưa vào thực hành ICU hàng ngày. Do đó, các bác sĩ lâm sàng cần tìm cách đơn giản hóa đồ họa máy thở và giải thích việc sử dụng nó như một công cụ cạnh giường để đánh giá tốt hơn tình trạng bệnh nhân và đánh giá liệu pháp, cũng như hướng dẫn xử trí tình trạng của bệnh nhân.²⁷ Dhaliwal và cộng sự²⁷ đã đề xuất một cách tiếp cận từng bước cho giải thích nhanh đồ họa máy thở. Cách tiếp cận này phác thảo 6 bước để đơn giản hóa đồ họa máy thở và giải thích việc sử dụng nó trong ứng dụng lâm sàng (Bảng 1).²⁷ Bước đầu tiên là xác định loại nhịp thở: áp lực hoặc thể tích. Nhịp thở được định nghĩa về hình dạng của biểu đồ dạng sóng lưu lượng-thời gian. Bước thứ hai là phân biệt các trị số đo phổi, tức là, đánh giá cơ học hô hấp đóng vai trò trung tâm trong xử trí bệnh nhân nặng thở máy. Bước thứ ba là giải thích các biểu đồ vòng lặp máy thở; khái niệm về thông khí bảo vệ phổi đã làm cho việc phân tích và theo dõi cẩn thận các biểu đồ về áp lực-thể tích (P-V) và lưu lượng-thể tích trở thành một phần không thể thiếu trong xử trí. Bước thứ tư là xác định các hình ảnh hiển thị được sử dụng trong các chế độ thông thường của thở máy. Tất cả các chế độ có thể được chia thành 1 trong 3 biến kiểm soát: áp lực, thể tích và thời gian; tuy nhiên, phần lớn là kiểm soát thể tích hoặc kiểm soát áp lực. Bước thứ năm là giải thích đồ họa hít vào và thở ra, mang tính thông tin trong việc đánh giá mức độ đầy đủ của hỗ trợ thông khí được cung cấp. Bước cuối cùng là xác định các dấu hiệu không đồng bộ trong tương tác giữa bệnh nhân và máy thở, dẫn đến các tác dụng có hại. Bác sĩ lâm sàng phải có khả năng xác định và hiểu được sự không đồng bộ để có thể thực hiện các can thiệp cần thiết nhằm tối ưu hóa việc chăm sóc bệnh nhân.²⁷

Màn hình đồ họa của dữ liệu máy thở cung cấp thông tin về cơ học phổi của bệnh nhân và sự tương tác giữa bệnh nhân với máy thở. Tuy nhiên, đồ họa cũng có thể được kích hoạt để giúp bác sĩ lâm sàng xác định rối loạn chức năng máy thở. Một số nghiên cứu điển hình thảo luận về cách riêng đồ họa máy thở đã giúp chẩn đoán các vấn đề với hệ thống máy thở và cho phép thực hiện các sáng kiến thích hợp. ^28-30 Trong một nghiên cứu điển hình do Prielipp và cộng sự trình bày,²⁸ nhân viên lâm sàng phải đối mặt với những hậu quả không mong muốn khi sử dụng máy thở không quen thuộc cho một bệnh nhân sau phẫu thuật không ổn định về huyết động trong ICU. May mắn thay, đánh giá đồ họa máy thở nhanh đã xác định vấn đề là do van thở ra bị lỗi. Sau sự cố, nhóm ICU đã thực hiện các quy trình đánh giá chuẩn hóa để giảm thiểu hiệu quả các lỗi, cải thiện quy trình xử lý sự cố và tái chế thiết bị y tế lỗi thời. Năm 2011, Krishna Kumar và cộng sự²⁹ đã thảo luận về một nghiên cứu trường hợp trục trặc máy thở liên quan đến cài đặt báo động không phù hợp và các tính năng chức năng bất lợi. Phân tích đồ họa và hành động kịp thời của nhân viên y tế đã ngăn chặn được một thảm họa lớn. Sripriya và cộng sự³⁰ đã trình bày 2 nghiên cứu trường hợp tương tự về tính hữu ích của phân tích đồ họa máy thở trong việc phát hiện rối loạn chức năng máy thở.

Bảng 1. Sáu bước để diễn giải đồ họa máy thở

Bước	Mô tả/Ứng dụng
Xác định loại nhịp thở.	Thể tích hoặc áp lực.
Phân biệt các trị số đo phổi.	Đánh giá cơ học hô hấp đóng vai trò trung tâm trong việc xử trí bệnh nhân nặng thở máy.
Giải thích các biểu đồ máy thở.	Khái niệm về thông khí nhẹ nhàng, hoặc tránh tổn thương phổi do máy thở, đã làm cho việc phân tích và theo dõi cẩn thận các biểu đồ vòng lặp áp lực-thể tích và lưu lượng-thể tích trở thành một phần không thể thiếu trong xử trí chăm sóc tối ưu.
Xác định hình ảnh hiển thị về các chế độ thông thường của thở máy.	Tất cả các chế độ có thể được chia thành 1 trong 3 biến kiểm soát: áp lực, thể tích hoặc thời gian; phần lớn các chế độ là kiểm soát thể tích hoặc kiểm soát áp lực.
Diễn giải đồ họa hít vào và thở ra.	Màn hình đồ họa mang tính thông tin trong việc đánh giá mức độ đầy đủ của hỗ trợ thông khí được cung cấp.
Nhận biết các dấu hiệu của sự không đồng bộ.	Không đồng bộ là sự bất hòa trong tương tác giữa bệnh nhân và máy thở, có thể dẫn đến các tác dụng có hại; bác sĩ lâm sàng phải có khả năng xác định và hiểu được sự không đồng bộ để có thể thực hiện các can thiệp cần thiết nhằm tối ưu hóa việc chăm sóc bệnh nhân.

Trong cả hai trường hợp, đồ họa máy thở cho phép các bác sĩ lâm sàng nhanh chóng nhận ra và khắc phục sự cố thiết bị máy thở bị lỗi (tức là van thở bị trục trặc và cảm biến lưu lượng thở ra bị lỗi), cho phép họ thực hiện các hành động khắc phục kịp thời. Các màn hình đồ họa cung cấp manh mối vượt xa những con số đơn thuần. Trong tất cả các trường hợp này, thông tin về nhịp thở được cung cấp là một công cụ vô giá được sử dụng để chăm sóc tối ưu cho bệnh nhân được thở máy.^28-30 Bất cứ khi nào cần thay đổi thông số máy thở, một cách tiếp cận có hệ thống kết hợp đồ họa máy thở là cần thiết để khắc phục sự cố. Các vấn đề liên quan đến bệnh nhân cần được nhanh chóng phân biệt với các vấn đề liên quan đến máy thở. Khi nghi ngờ có rối loạn chức năng thiết bị, bác sĩ lâm sàng cần có kiến thức và kỹ năng để khắc phục nguyên nhân. Việc quan sát đồng thời cả đại lượng biểu đồ dạng sóng và biểu đồ vòng lặp là rất quan trọng để có thể dễ dàng phát hiện bất kỳ vấn đề nào và tương quan giữa các biểu đồ để xác nhận kết quả. Phân tích sớm và điều chỉnh các rối loạn chức năng của thiết bị, thông qua việc kết hợp đồ họa máy thở, có thể làm giảm tỷ lệ mắc bệnh trong một số trường hợp.^28-30

Vai trò chính của đồ họa máy thở là để phát hiện sự tương tác giữa bệnh nhân và máy thở. Xác định sự không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở bằng cách sử dụng phân tích đồ họa là một phương pháp không xâm lấn và đáng tin cậy có mối tương quan tốt với các phương pháp xâm lấn khác, chẳng hạn như theo dõi áp lực thực quản hoặc hoạt động điện của tín hiệu cơ hoành (EAdi).³¹ Ngay cả với những tiến bộ trong thiết kế máy thở, sự không đồng bộ tiếp tục khó phát hiện. Một nghiên cứu của RollandDebord và cộng sự³² đã so sánh sự phổ biến của không đồng bộ theo 2 phương pháp phát hiện: kiểm tra trực quan đồ họa máy thở sử dụng thông khí hỗ trợ áp lực và EAdi sử dụng hỗ trợ thông khí điều chỉnh bằng thần kinh. Các tác giả báo cáo rằng tỷ lệ không đồng bộ cao hơn khi theo dõi bằng phương pháp EAdi so với theo dõi thông thường với đồ họa máy thở.³² Ngoài ra, mặc dù sự không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở có thể được phát hiện thông qua phân tích đồ họa, Burns³³ báo cáo rằng có rất ít bác sĩ lâm sàng thành thạo trong việc hiểu rõ và thực hiện các phát hiện đồ họa ở đầu giường. Mặc dù biểu đồ dạng sóng áp lực và lưu lượng là phương pháp truyền thống nhất để phân tích sự không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở, ứng dụng lâm sàng không phổ biến.³³ Việc sử dụng thiếu như vậy là do sự phức tạp của phân tích, nguồn lực ICU hạn chế và thiếu sự chuẩn bị giáo dục.³³ Hơn nữa, sự thiếu kinh nghiệm như vậy có thể dẫn đến an thần không đủ hoặc quá mức, có thể kéo dài thời gian nằm viện.³³ Các vấn đề về an thần như vậy kèm theo các biến chứng do lệ thuộc vào máy thở góp phần gây ra gánh nặng kinh tế đáng kể.³⁴ Thiết lập sự hợp tác giữa các bác sĩ lâm sàng là bắt buộc và theo dõi thường quy đồ họa đối với sự không đồng bộ giữa máy thở với bệnh nhân được điều trị thở máy có thể có những đóng góp đáng kể trong môi trường ICU. Phân tích đồ họa máy thở là một thành phần không thể thiếu trong xử trí bệnh nhân thở máy và bác sĩ lâm sàng phải phát triển thói quen đánh giá các đồ họa này phù hợp để điều chỉnh kế hoạch chăm sóc khi cần thiết.

Biểu đồ dạng sóng         

Các bác sĩ lâm sàng chịu trách nhiệm cài đặt máy thở và xử trí bệnh nhân phải có hiểu biết toàn diện về đồ họa biểu đồ dạng sóng máy thở khác nhau, để nhận ra các bất thường về cơ học và lâm sàng. Một dạng sóng áp lực, thể tích hoặc lưu lượng được gọi là đồ thị biểu đồ dạng sóng.³⁵ Các biểu đồ dạng sóng của máy thở cho phép đánh giá từng biến số theo thời gian. Vô số thay đổi có thể được phát hiện trong biểu đồ dạng sóng để tạo điều kiện thuận lợi cho việc xử trí máy thở cơ học. Bác sĩ lâm sàng có thể quan sát những thay đổi trong tình trạng của bệnh nhân, phát hiện các vấn đề liên quan đến hệ thống máy thở, đánh giá phản ứng của bệnh nhân với các biện pháp can thiệp, đánh giá cơ học phổi và sử dụng thông tin để điều chỉnh liệu pháp khi cần thiết.³⁵

Tùy thuộc vào phương thức thông khí, hình dạng của biểu đồ dạng sóng lưu lượng-thời gian có thể được thiết lập bởi bác sĩ lâm sàng hoặc có thể phụ thuộc vào nỗ lực của bệnh nhân và cơ học hô hấp.³⁶ Trong biểu đồ dạng sóng lưu lượng-thời gian, mô hình lưu lượng thở ra và lưu lượng thở ra đỉnh phụ thuộc dựa trên những thay đổi về độ giãn nở của phổi và sức cản của đường thở của bệnh nhân, cũng như những nỗ lực chủ động của bệnh nhân.³⁵ Biểu đồ dạng sóng lưu lượng-thời gian rất quan trọng trong việc nhận biết nghi ngờ tắc nghẽn đường thở trên lâm sàng, đáp ứng giãn phế quản và bẫy khí (Hình 3).^35-37 Nhận biết các bất thường phổ biến, chẳng hạn như co thắt phế quản hoặc tích tụ dịch tiết, thu được từ lưu lượng đỉnh thở ra giảm hoặc thời gian thở ra kéo dài.^34,37 Sự hiện diện của bẫy khí được phát hiện nếu đường cong lưu lượng thở ra không trở về 0 và nhịp thở sau bắt đầu dưới đường cơ sở.

Hình 3. Biểu đồ dạng sóng lưu lượng-thời gian hiển thị bẫy khí. Từ Tham chiếu 37.

Thông tin thu được từ biểu đồ biểu đồ dạng sóng thể tích-thời gian bao gồm hình ảnh minh họa trực quan về V_T hít vào, giai đoạn hít vào, giai đoạn thở ra và thời gian hít vào.³⁵ Mặc dù biểu đồ dạng sóng thể tích-thời gian chứa thông tin ít hữu ích hơn, nhưng nó đóng một vai trò trong việc phát hiện rò rỉ trong bộ dây máy thở hoặc xung quanh ống nội khí quản.^35-36 Sự hiện diện của rò rỉ được chỉ ra khi đường cong thể tích thở ra giảm xuống và sau đó cao nguyên mà không đạt đến 0 (Hình 4).^35,38 Có thể ước lượng thể tích rò rỉ bằng cách đo khoảng cách từ cao nguyên đến đường cơ sở.

Hình 4. Biểu đồ dạng sóng máy thở cho biết có rò rỉ. Từ Tham chiếu 38.

Biểu đồ dạng sóng áp lực-thời gian là một trong những dạng sóng có giá trị nhất trong môi trường lâm sàng. Nó cung cấp đại diện trực quan của PIP và PEEP.³⁵ Mặc dù cơ học phổi động có thể được quan sát trực tiếp từ đại lượng biểu đồ dạng sóng áp lực-thời gian, việc bổ sung giữ cuối thì hít vào cũng cung cấp cơ học phổi tĩnh được tính toán. Những thay đổi trong biểu đồ dạng sóng áp lực-thời gian có thể có tầm quan trọng lâm sàng sâu sắc bởi vì 3 trong số các tình huống lâm sàng thường gặp nhất là tăng sức cản đường thở, lưu lượng thở vào cao và giảm độ giãn nở của phổi.^35-36 Sự gia tăng đáng kể áp lực xuyên đường thở (transairway pressure) (tức là PIP – áp lực bình nguyên [Pplat]) phản ánh sức cản đường thở tăng lên, trong khi sự gia tăng Pplat với sự gia tăng tương ứng của PIP phù hợp với giảm độ giãn nở của phổi (Hình 5).³⁵ Nhìn chung, biểu đồ dạng sóng máy thở cung cấp thông tin cần thiết để giải thích tương tác vật lý giữa máy thở và bệnh nhân. Giải thích sớm và các biện pháp điều chỉnh là cần thiết để thở máy tối ưu.

Hình 5. Biểu đồ dạng sóng áp lực-thời gian hiển thị áp lực xuyên đường thở tăng lên, là sự khác biệt giữa áp lực đỉnh hít vào (PIP) và áp lực bình nguyên (Pplat).

Chỉ số căng thẳng (Stress index)       

Kể từ khi thử nghiệm của Mạng ARDS về V_T thấp, các hướng dẫn lâm sàng đã khuyến nghị duy trì Pplat ở 2O.^39-42 Đồng thời, các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm đã bắt đầu điều tra một phương pháp đo thông khí thay thế được cho là để hỗ trợ lựa chọn các cơ sở bảo vệ phổi. Phép đo này dựa trên triết lý rằng trong quá trình thông khí lưu lượng tương đối thấp hơn, hằng định (tức là tối thiểu 0,8 s), tốc độ thay đổi áp lực đường thở song song với tốc độ thay đổi độ giãn nở của hệ thống hô hấp.^43-45 Do đó, độ dốc không đổi hoặc dạng đường thẳng của biểu đồ dạng sóng áp lực-thời gian cho thấy không có sự thay đổi của độ giãn nở trong quá trình thông khí khí lưu thông.^43,46 So sánh, độ dốc giảm dần cho thấy phổi được huy động, trong khi độ dốc tăng dần cho thấy siêu bơm phồng.^43,46 

Trong một nghiên cứu trên động vật vào năm 2000, Ranieri và cộng sự⁴⁴ đã đưa ra giả thuyết rằng biểu đồ dạng sóng áp lực-thời gian hình dạng thẳng có thể làm giảm tỷ lệ tổn thương phổi do máy thở. Những con chuột được gây mê được phân loại ngẫu nhiên thành 1 trong 3 nhóm có mức độ căng thẳng tối thiểu, mức độ căng thẳng ở mức độ thấp hoặc mức độ căng thẳng ở mức độ cao (Hình 6).^44,47 Động vật trong nhóm mức độ căng thẳng tối thiểu được thông khí bằng các thiết lập bảo vệ phổi và PEEP được tăng dần cho đến khi hình dạng của biểu đồ dạng sóng áp lực-thời gian hiển thị một đường thẳng.⁴⁴ Động vật trong nhóm căng thẳng thể tích thấp được thông khí trên các cài đặt dẫn đến biểu đồ dạng sóng áp lực-thời gian cho thấy dạng cong lồi lên, trong khi động vật ở nhóm căng thẳng thể tích lớn nhóm được thông khí trên các cài đặt dẫn đến một biểu đồ dạng sóng áp lực-thời gian cho thấy dạng cong lõm xuống.^44,46 Phát hiện chính của nghiên cứu xác định rằng hình dạng của biểu đồ dạng sóng áp lực-thời gian đã giúp xác định thông khí có hại, xác định phép đo này là chỉ số căng thẳng (bình thường khoảng = 0,9–1,1).⁴⁴ 

Năm 2007, Grasso và cộng sự⁴⁸ đã so sánh chiến lược thông khí ARDSNet với một giao thức chuẩn độ PEEP dựa trên chỉ số căng thẳng. Sau khi chẩn đoán ARDS, ban đầu các đối tượng được thở máy trong 12 giờ theo giao thức ARDSNet và trong 12 giờ tiếp theo theo giao thức chỉ số căng thẳng.^39,48 Giao thức chỉ số căng thẳng giống với giao thức ARDSNet ngoại trừ các mức PEEP nhắm mục tiêu chỉ số căng thẳng trong phạm vi bình thường (nghĩa là 0,9-1,1).^44,45,48 Mặc dù có một số hạn chế, bao gồm kích thước mẫu nhỏ, các tác giả đã báo cáo rằng việc điều chỉnh mức PEEP dựa trên chỉ số căng thẳng cho phép giảm nhiều hơn nguy cơ siêu bơm phồng phế nang ở những đối tượng có ARDS kiểu khu trú, làm nổi bật tầm quan trọng của việc xem xét cả việc mất thông khí không đều và tác động PEEP sinh lý trong các chiến lược xử trí ARDS.⁴⁸ 

Năm 2013, Huang và cộng sự⁴⁹ đã nghiên cứu tác động của PEEP được chuẩn độ bằng chỉ số căng thẳng đối với thông khí bảo vệ phổi và huy động phổi. Sau một thủ thuật huy động, các đối tượng bị ARDS được chuẩn độ mức PEEP của họ một cách ngẫu nhiên theo chỉ số căng thẳng, giao thức oxygen hóa, độ giãn nở phổi tĩnh hoặc các điểm uốn.⁴⁹ Các đối tượng được chuẩn độ bằng chỉ số căng thẳng có mức PEEP của họ được xác định với đường cong áp lực-thời gian, với PEEP tối ưu được đặt từ 0,9 đến 1,1 cm H₂O. PEEP được chuẩn độ theo giao thức oxygen hóa liên quan đến cách tiếp cận giảm từng bước bao gồm PEEP giảm 2 cm H₂O sau mỗi 15 phút.^49-50 Đối với các đối tượng được phân ngẫu nhiên vào nhóm độ giãn nở phổi tĩnh, PEEP được giảm theo mức giảm 2 cm H₂O cho đến khi PEEP thấp nhất cung cấp độ giãn nở của phổi tĩnh tối đa đã đạt được.⁴⁹ Sau khi xác định điểm uốn dưới với đồ thị PV bán tĩnh, PEEP được chuẩn độ trong nhóm đối tượng cuối cùng theo điểm uốn dưới, được xác định là PEEP tối ưu = điểm uốn dưới + 2 cm H₂O. Có một số kết quả mới và lạ, trong đó quan trọng nhất là PEEP được chuẩn độ bằng chỉ số căng thẳng có hiệu quả trong việc cải thiện quá trình oxygen hóa như PEEP được chuẩn độ theo giao thức oxygen hóa. Do đó, PEEP được chuẩn độ bằng chỉ số căng thẳng có thể có lợi hơn và thuận tiện hơn cho bệnh nhân ARDS phổi sau một thủ thuạt huy động. 

Trong một nghiên cứu của Terragni và cộng sự,⁵¹ nhà nghiên cứu đã đánh giá độ chính xác chẩn đoán của Pplat và chỉ số căng thẳng để xác định cài đặt máy thở có khả năng tạo ra thông khí có tổn thương ở những đối tượng mắc ARDS.⁴⁰ Giai đoạn 1 của nghiên cứu bao gồm đánh giá độ chính xác của cơ học hô hấp thông qua chụp cắt lớp vi tính để xác định mức độ quá căng phổi.^40,51,52  Trong giai đoạn 2, tác động của cơ học thành ngực đối với việc giải thích thông khí có tổn thương đã được kiểm tra.^40,53 Kết quả chính của nghiên cứu là chỉ số căng thẳng > 1,05 được xác định tốt nhất đối tượng không được bảo vệ khỏi thông khí có tổn thương, và các tác giả tuyên bố rằng chỉ số căng thẳng là ngưỡng tốt nhất để xác định thông khí có tổn thương.⁴⁰ Ngoài ra, những thay đổi trong cơ học thành ngực làm suy yếu đáng kể khả năng ước tính tổn thương phổi của Pplat. Do đó, chỉ số căng thẳng phản ánh chặt chẽ hơn các đặc tính cơ học của phổi. 

Ferrando và cộng sự⁵⁴ đã kiểm tra giả thuyết rằng việc điều chỉnh V_T đến một chỉ số căng thẳng an toàn trong tình trạng phổi mở sẽ tránh giảm thông khí đồng thời ngăn ngừa tình trạng quá căng phổi, do đó kết hợp các khái niệm về độ giãn nở thấp của thành ngực và tổn thương phổi. Nghiên cứu trên động vật này là một trong những nghiên cứu đầu tiên đánh giá chỉ số căng thẳng để hướng dẫn V_T và PEEP đồng thời, và nó đã làm như vậy trong một mô hình giảm độ giãn nở của thành ngực. Quy trình thử nghiệm bao gồm một thao tác huy động ngay sau đó là chuẩn độ PEEP giảm dần để thiết lập mức PEEP ở phổi mở (tức là PEEP với độ giãn nở hệ thống hô hấp tĩnh tốt nhất).^54-55 Đối với điều chỉnh V_T, động vật được chọn ngẫu nhiên vào nhóm Pplat, trong đó thể tích được điều chỉnh để duy trì Pplat mục tiêu là 30 cm H₂O, hoặc theo nhóm chỉ số căng thẳng, trong đó thể tích được điều chỉnh để duy trì phạm vi chỉ số căng thẳng (ví dụ: 0,95– 1,05).⁵⁴ Phát hiện quan trọng là điều chỉnh V_T theo giá trị chỉ số căng thẳng có mục tiêu, không tổn thương trong mô hình phổi mở giúp cải thiện thông khí phế nang mà không làm tăng căng phổi quá mức. Chỉ số căng thẳng dường như là một công cụ cạnh giường thay thế hữu ích để tối ưu hóa V_T trong quá trình thông khí bảo vệ phổi trong các tình huống giảm độ giãn nở của thành ngực. Bất chấp khả năng ứng dụng lâm sàng của nó, các hạn chế của chỉ số căng thẳng, bao gồm nhu cầu về các thiết bị chuyên dụng hoặc máy thở cụ thể, đã cản trở việc triển khai nó trong môi trường ICU. 

Vào năm 2018, Sun và cộng sự⁵⁶ đã công bố một nghiên cứu giả thuyết rằng chỉ số căng thẳng có thể được đánh giá một cách đáng tin cậy bằng cách kiểm tra trực quan đồ họa máy thở. Sử dụng phương pháp phân loại trực quan tiêu chuẩn, các bác sĩ lâm sàng được đào tạo đã kiểm tra trực quan và phân loại hình dạng của thang đo áp lực-thời gian cho các đối tượng người lớn được thông khí kiểm soát thể tích theo mô hình lưu lượng hằng định thành 3 loại (lồi lên, tuyến tính và lõm xuống) (Hình 7).⁵⁶ Chỉ số căng thẳng tuyến tính tốt nhất ở chỗ nó chỉ ra không có sự huy động hoặc quá căng phế nang, trong khi độ lồi lên cho thấy sự tiếp tục huy động và độ lõm đi xuống cho thấy sự căng quá mức của phế nang.^44,56 Đồng thời, phân tích định lượng chỉ số căng thẳng, được gọi là phương pháp tham chiếu được thực hiện bằng các dụng cụ chuyên dụng.⁵⁶ Các tác giả báo cáo rằng việc kiểm tra trực quan thang đo áp lực-thời gian cho phép xác định chính xác chỉ số căng thẳng, có khả năng giúp các bác sĩ lâm sàng nhận ra thông khí bị tổn thương kịp thời tại giường bệnh.⁵⁶ Cuối cùng, nó là rõ ràng rằng stress và strain hệ thống hô hấp do huy động phế nang và xẹp phổi là một cơ chế chính của tổn thương phổi do máy thở. Chỉ số căng thẳng là một công cụ đồ họa có thể được sử dụng để ổn định phổi trên cơ sở từng nhịp thở, cho phép cá nhân hóa PEEP một cách tối ưu.

Hình 6. Biểu đồ dạng sóng áp lực-thời gian trình bày các chỉ số căng thẳng khác nhau: căng thẳng tối thiểu (chỉ số căng thẳng = 1) cho biết thông khí tối ưu (bình thường); căng thẳng thể tích lớn (chỉ số căng thẳng> 1) chỉ định căng quá mức phế nang; mức độ căng thẳng thể tích thấp (chỉ số căng thẳng

Hình 7. Kiểm tra trực quan chỉ số biểu đồ dạng sóng và chỉ số căng thẳng theo biểu đồ áp lực-thời gian thành 3 loại: hình dạng tuyến tính cho thấy sự thông khí tối ưu, độ lõm đi xuống cho thấy sự quá căng phế nang và độ lồi lên biểu thị sự tiếp tục huy động. Paw = áp lực đường thở. Từ Tham chiếu 56

Cơ học hô hấp      

Đánh giá cơ học hô hấp cơ bản là rất quan trọng để theo dõi đồ họa máy thở trong quá trình thở máy. Đánh giá cơ học hô hấp hỗ trợ bác sĩ lâm sàng điều chỉnh cài đặt máy thở, chẩn đoán tình trạng phổi và đánh giá mức độ nghiêm trọng của tình trạng suy chức năng phổi. Tại giường bệnh, những thay đổi đối với những cơ chế này có thể xảy ra nhanh chóng, tạo ra một phản ứng nhanh chóng, hoặc chúng có thể xảy ra khi các tình trạng phổi có xu hướng chậm lại, khiến bạn phải điều chỉnh kế hoạch chăm sóc. Đánh giá này yêu cầu đo V_T, lưu lượng đỉnh hít vào và 4 áp lực: áp lực đỉnh đường thở, Pplat cuối thì hít vào, áp lực cuối thì thở ra của bộ dây và, nếu nghi ngờ PEEP nội sinh, áp lực cuối thở ra được đo trong thời gian làm thủ thuật tạm dừng thở ra. Các phép đo tĩnh của cơ học hô hấp dựa vào việc chặn bộ dây thở, trong khi phép đo động đánh giá các đặc tính cơ học của hệ hô hấp liên tục trong quá trình thở máy. Từ các biến đo lường này, có thể xác định được độ giãn nở và sức cản của hệ hô hấp và rất hữu ích trong việc xử trí bệnh nhân thở máy.

Độ giãn nở là tỷ lệ thay đổi thể tích trên mỗi lần thay đổi áp lực. Độ giãn nở là thước đo tính chất đàn hồi của hệ hô hấp, bao gồm phổi và thành ngực. Việc đo lường độ giãn nở yêu cầu sử dụng thủ thuật giữ cuối thì hít vào. Giảm độ giãn nở có thể xảy ra trong trường hợp ARDS, xẹp phổi, tràn khí màng phổi, xơ phổi, hoặc cứng thành ngực.^47,57 Sự gia tăng độ giãn nở xảy ra ở những bệnh nhân bị bệnh phổi tắc nghẽn. Theo dõi độ giãn nở ở bệnh nhân ARDS có thể cung cấp thông tin hữu ích về thể tích phổi được thông khí.

Sự bất thường trong độ giãn nở và sức cản ở bệnh nhân phụ thuộc vào cả nguyên nhân và mức độ nghiêm trọng của bệnh. Hình 8 hiển thị các tác động của độ giãn nở trên đồ họa máy thở. Khi đánh giá áp lực xuyên đường thở, khi độ giãn nở giảm, áp lực đỉnh và Pplat sẽ tăng lên. Ít hoặc không có sự thay đổi trong áp lực xuyên đường thở với những thay đổi về độ giãn nở tĩnh. Bây giờ hãy quan sát đồ thị lưu lượng thở ra đỉnh: khi độ giãn nở giảm, lưu lượng thở ra đỉnh tăng lên. Ngược lại, khi độ giãn nở tăng lên, lưu lượng đỉnh thở ra giảm.

Hình 8. Giám sát đồ họa máy thở VC-CMV khi giảm độ giãn nở của phổi; không có sự thay đổi trong áp lực xuyên đường thở (tức là PIP-Pplateau) (P_PEAK = áp lực đỉnh hít vào, P_PL = áp lực bình nguyên) (vòng tròn đỏ) và tốc độ lưu lượng thở ra đỉnh tăng lên ( ̇ = tốc độ lưu lượng theo thời gian) (mũi tên đỏ)

Sức cản của hệ thống hô hấp trong khi hít vào là tỷ số giữa sự khác biệt giữa Pplat và PEEP với tốc độ của lưu lượng hít vào.⁵⁸ Nó mô tả sự chống lại của lưu lượng qua đường hô hấp trong khi hít vào, bao gồm cả lực ma sát. Sức cản phụ thuộc vào lưu lượng vì sự khác biệt về PEEP và Pplat cần thiết để vượt qua sức cản tăng không tương xứng với những thay đổi trong lưu lượng đỉnh thở ra. Sức cản của hệ thống hô hấp chỉ có thể được xác định chính xác với kiểu lưu lượng hít vào hằng định (tức là sóng vuông).⁵⁹ Sức cản đặc biệt phụ thuộc vào đường kính của đường thở và lưu lượng không khí là tầng (laminar) hay hỗn loạn (turbulent). Lưu lượng hỗn loạn thường xuất hiện trong các đường dẫn khí lớn và các đường phân nhánh lớn, trong khi lưu lượng tầng hiện diện trong các đường dẫn khí thấp hơn. Tăng sức cản có thể xảy ra trong trường hợp COPD hoặc hen suyễn, ống nội khí quản hẹp, dịch tiết quá nhiều, sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt và ẩm, cũng như vị trí sai hoặc gập khúc của ống nội khí quản.47,57

Hình 9 mô tả ảnh hưởng của sức cản đường thở trên đồ họa máy thở. Trong giai đoạn hít vào, sự gia tăng sức cản làm tăng chênh lệch giữa áp lực phế nang và áp lực đường thở. Trong giai đoạn thở ra, sự gia tăng sức cản đường thở làm giảm lưu lượng đỉnh thở ra và tăng thời gian cần thiết để hệ hô hấp đạt được dung tích cặn chức năng. Nhìn lại áp lực xuyên đường thở. Sự khác biệt này càng lớn thì sức cản đường thở dự kiến càng lớn. Quan sát đồ thị lưu lượng đỉnh thở ra: khi sức cản tăng lên, lưu lượng đỉnh thở ra giảm. Ngược lại, khi sức cản giảm, lưu lượng đỉnh thở ra tăng lên. Hình 10 minh họa các biến thể đồ họa theo lưu lượng-thời gian của sự gia tăng sức cản và giảm độ giãn nở trong quá trình thông khí bắt buộc liên tục kiểm soát áp lực.⁴⁷ Sự gia tăng sức cản đường thở dẫn đến giảm cả lưu lượng đỉnh hít vào và thở ra.^47,60 Ngoài ra, khi sức cản đường thở tăng lên, thời gian cần thiết để cân bằng lưu lượng (V̇ = 0) tăng lên trong khi giá trị V_T giảm.47,60

Hình 9. Giám sát đồ họa máy thở VC-CMV tăng sức cản đường thở; sức cản đường thở càng lớn thì chênh lệch áp lực đường thở càng lớn (tức là PIP-Pplateau) (P_PEAK = áp lực đỉnh hít vào, P_PL = áp lực bình nguyên) (vòng tròn đỏ). Ngoài ra, khi sức cản đường thở tăng lên, lưu lượng đỉnh thở ra giảm ( ̇ = tốc độ lưu lượng theo thời gian) (mũi tên màu đỏ)

Hình 10. Các biến thể đồ họa theo lưu lượng-thời gian của sự gia tăng sức cản của đường thở và giảm độ giãn nở trong quá trình thông khí bắt buộc liên tục kiểm soát áp lực. Từ Tham chiếu 47.

Biểu đồ vòng lặp  

Biểu đồ vòng lặp cung cấp một cái nhìn 2 chiều về 2 biến số được vẽ với nhau.³⁵ Các mối quan hệ tĩnh có thể được sử dụng để phân tích các đặc tính của hệ hô hấp và giúp hướng dẫn thở máy.⁶¹ Biểu đồ lưu lượng-thể tích cung cấp thông tin liên quan đến lưu lượng hít vào đỉnh, lưu lượng thở ra đỉnh, và V_T.³⁵ Liên quan đến các bất thường, khi thể tích thở ra trên biểu đồ thể tích lưu lượng không trở về 0, sự thiếu hụt thể tích biểu thị mức độ rò rỉ khí (Hình 11).³⁸ Mô hình điển hình của sự gia tăng sức cản đường thở được phản ánh trên đồ thị lưu lượng-thể tích khi lưu lượng đỉnh thở ra giảm và hình ảnh nhát rìu trên đường thở ra (Hình 12).³⁷ Đồ thị lưu lượngthể tích cũng được sử dụng làm dấu chẩn đoán. Biểu đồ lưu lượng-thể tích có khả năng ghi lại sự hiện diện và mức độ nghiêm trọng của tắc nghẽn đường thở. Weiner và cộng sự⁶² đã báo cáo vào năm 2016 rằng các biểu đồ lưu lượng bất thường có thể tái tạo và có thể được sử dụng làm thước đo mức độ nghiêm trọng của bệnh. Karkhanis và cộng sự⁶³ đã lưu ý vào năm 2013 rằng việc quan sát biểu đồ lưu lượng của máy thở vẫn là cách hiệu quả nhất để phát hiện tắc nghẽn đường hô hấp trên, ngay cả trước khi có biểu hiện của các triệu chứng.

Hình 11. Rò rỉ không khí trên biểu đồ lưu lượng-thể tích (phía dưới). Từ Tham chiếu 38.

Hình 12. Biểu đồ lưu lượng-thể tích cho thấy sức cản đường thở tăng lên. Từ Tham chiếu 37.

Biểu đồ P-V theo dõi những thay đổi về áp lực và những thay đổi tương ứng về thể tích. Đồ thị P-V thường có hình dạng sigma. PIP và V_T được phân phối có thể dễ dàng thu được từ đồ thị P-V.³⁵ Một số bất thường phổ biến được thấy trong đồ thị P-V bao gồm những thay đổi về sức cản đường thở (tức là, liên quan đến sự mở rộng bất thường của đồ thị P-V, được gọi là hiện tượng trễ (hysteresis) tăng lên); Dấu hiệu cổ điển của sự quá căng phế nang, được gọi là hiệu ứng mỏ vịt, cho thấy áp lực đường thở tăng lên mà không tăng thể tích đáng kể; và sự lệch hướng theo chiều kim đồng hồ đáng kể trước khi bắt đầu nhịp thở, cho thấy sự cố gắng của bệnh nhân đã tăng lên (Hình 13).^35,37  

Amato và cộng sự⁶⁴ đã phổ biến cách tiếp cận biểu đồ P-V để thiết lập PEEP và xác định các điểm uốn dưới và trên. Ngay sau đó, Lu và Rouby⁶⁵ báo cáo rằng, mặc dù đã nhiệt tình sử dụng điểm uốn, nhưng không có con số ma thuật nào xác định được nguy cơ quá căng. Ở mỗi bệnh nhân, điểm uốn trên khác nhau, và do đó các phép đo thường quy biểu đồ P-V vẫn là một yếu tố quan trọng để thực hiện thông khí bảo vệ phổi (LPV).⁶⁵ Năm 2003, Rouby và cộng sự⁶⁶ đã mô tả mối quan hệ giữa hình thái phổi và biểu đồ P-V, nói rằng trong đối tượng mắc ARDS với sự mất thông khí lan tỏa, biểu đồ P-V về cơ bản là một đường cong huy động của phổi và không phản ánh cơ học phổi của phổi em bé. Tuy nhiên, việc phân tích biểu đồ P-V phức tạp hơn nhiều ở những bệnh nhân ARDS với tình trạng mất thông khí khu trú vì nó bị ảnh hưởng bởi các đặc tính cơ học của phổi còn lại được thông khí và bởi sự huy động của phổi không được thông khí.⁶⁶ Vì vậy, giữ Pplat ở bên dưới điểm uốn trên đối với đa số bệnh nhân ARDS không phải là một đảm bảo tuyệt đối chống lại tình trạng quá căng phổi.

Hình 13. Biểu đồ áp lực-thể tích biểu thị sự nỗ lực thở của bệnh nhân hoặc công thở tăng lên. Từ Tham chiếu 37.

Ngày nay, 3 phương pháp phổ biến nhất được sử dụng để đo các đồ thị P-V là sử dụng siêu ống tiêm (super-syringe), bơm phồng với lưu lượng chậm hằng định (constant slow flow) (tức là phương pháp lưu lượng không đổi) và phép đo Pplat ở các thể tích bơm phồng khác nhau (tức là, phương pháp đa tắc nghẽn, multiple-occlusion method).^67-68 Phương pháp siêu ống tiêm liên quan đến việc sử dụng một ống tiêm lớn với thể tích lên đến 2 L. Trong thời gian bơm phồng và giảm phát, thể tích và các áp lực kết quả được ghi lại theo cách tuần tự.^67-68 Các bản ghi này được vẽ biểu đồ dựa trên các điểm áp lực tĩnh tương ứng để có được biểu đồ. Nhu cầu thiết bị bổ sung, ngắt kết nối bệnh nhân khỏi máy thở, và yêu cầu bệnh nhân liệt cơ đều là những nhược điểm của phương pháp siêu ống tiêm. Phương pháp lưu lượng chậm không đổi có sẵn trên các máy thở cụ thể và liên quan đến việc sử dụng lưu lượng hít vào và thở ra rất thấp (67-68 Phương pháp đa tắc nghẽn cũng được thực hiện bằng cách sử dụng máy thở bằng cách gây ra sự gián đoạn không liên tục của nhịp thở thủy triều ở các thể tích lạm phát khác nhau để thu được từng điểm dữ liệu P-V.^67-68  Ưu điểm của phương pháp này là thu được cả biểu đồ bơm phồng và giảm phát, và không có ngắt kết nối với máy thở.^67-68 Tuy nhiên, vẫn có thể phải dùng thuốc an thần hoặc liệt cơ để ức chế các nỗ lực hô hấp tự phát.

Năm 2009, Piacentini và cộng sự⁶⁹ đã so sánh các phương pháp tự động mới với các phương pháp truyền thống để đo biểu đồ P-V ở những đối tượng bị tổn thương phổi cấp tính. Các biểu đồ P-V được thu thập cho từng đối tượng bằng kỹ thuật CPAP truyền thống và một chương trình phần mềm tự động trên máy thở hiện đại.⁶⁹ Kết quả chỉ ra rằng công cụ tự động tại giường là một giải pháp thay thế hợp lệ để theo dõi các biểu đồ P-V và tránh được những hạn chế của các kỹ thuật khác.⁶⁹ Mặc dù phần mềm hiện đại không yêu cầu đào tạo hoặc thiết bị bổ sung, vẫn có những hạn chế đối với việc sử dụng nó.

Các điểm uốn (Inflection Points)        

Như đã trình bày trước đây, một cách tiếp cận để thiết lập PEEP là dựa trên các điểm uốn của đồ thị P-V. Bắt đầu độ giãn nở đề cập đến sự thay đổi thể tích tương đối thấp khi bơm phồng bắt đầu dưới dung tích cặn chức năng khi áp lực xuyên phổi tăng lên.⁷⁰ Bắt đầu độ giãn nở phản ánh vùng tương đối nhỏ của phổi được thông khí hoặc áp lực tương đối cao cần thiết để khắc phục tình trạng đóng đường thở.^70-71 Phần độ giãn nở bắt đầu của biểu đồ P-V được theo sau bởi một sự thay đổi nhanh chóng với hình ảnh lõm xuống; đây được gọi là điểm uốn dưới (lower inflection point).⁷² Điểm uốn dưới cho thấy sự mở lại nhanh chóng của đường thở ngoại vi và phế nang bị xẹp.⁶¹ Ở trên điểm uốn dưới, đồ thị P-V trở nên tuyến tính và được gọi là độ giãn nở bơm phồng (inflation compliance).⁷³ Khi dung tích phổi tổng gần đạt được, độ giãn nở giảm và biểu đồ P-V trở nên lồi, và điều này được gọi là độ giãn nở cuối (end compliance).⁷³ Sự thay đổi về tính căng phồng này ở mức bơm phồng tối đa được gọi là điểm uốn trên (upper inflection point).⁷³

Mặc dù nhiệt tình với việc sử dụng đồ thị P-V và điểm uốn trong xử trí máy thở, có một số vấn đề ngăn cản việc sử dụng thường quy các phương pháp này. Một số vấn đề trong số này bao gồm yêu cầu về thuốc an thần, và đôi khi là thuốc giãn cơ, để có được phép đo chính xác, nhu cầu về sự phù hợp đường cong toán học để xác định các điểm uốn chính xác và sự cần thiết phải bỏ qua tính không đồng nhất trong phổi bị bệnh.^47,67,74 Hơn nữa, nhánh bơm phồng của biểu đồ P-V thường được đo khi trên thực tế, nhánh giảm phát có thể cung cấp nhiều thông tin hữu ích hơn để thiết lập mức PEEP.^47,67 Áp kế thực quản cũng có thể cần thiết để tách phổi khỏi thành ngực, điều này có thể ảnh hưởng đến hình dạng của biểu đồ P-V.^47,67 Vì những vấn đề này, chiến lược tốt nhất để thiết lập PEEP và V_T vẫn còn gây tranh cãi. Vào năm 2016, Kallet⁷⁵ đã công bố một lập luận ủng hộ xung quanh câu hỏi liệu chuẩn độ PEEP có nên dựa trên đồ thị P-V hay không. Trong lập luận chuyên nghiệp, ông nói rằng 2 thử nghiệm ngẫu nhiên có đối chứng chứng minh giảm đáng kể tỷ lệ tử vong và thời gian thở máy bằng phương pháp thở máy mở phổi dựa trên đồ thị P-V. Bằng chứng chỉ ra rằng thác viêm trong ARDS đã giảm khi thông khí dựa trên thông tin được cung cấp bởi biểu đồ bơm phồng P-V. Ngược lại, lập luận của ông nói rằng, bất chấp những suy nghĩ ban đầu về việc sử dụng đồ thị P-V, dữ liệu cho thấy rằng các yêu cầu PEEP được xác định từ điểm uốn thấp hơn cao hơn so với thực tế cần thiết để tối đa hóa độ giãn nở trong quá trình thông khí bảo vệ phổi.⁷⁵ Điều tra thêm về biều đồ PV tạo ra những bất ổn làm giảm nhiệt huyết của nó. Mặc dù biểu đồ máy thở và các phép đo điểm uốn rất quan trọng để đánh giá tình trạng bệnh cũng như lựa chọn các thông số máy thở phù hợp, một số câu hỏi chính vẫn chưa được giải đáp. Các hạn chế đối với các kỹ thuật này phải được khắc phục và các quy trình theo dõi hô hấp được đơn giản hóa cần được xem xét để giảm bớt ảnh hưởng của tổn thương phổi do máy thở.

Công thở (work of breathing)   

WOB được định nghĩa là năng lượng cần thiết trong mỗi chu kỳ hô hấp. WOB nói chung là diện tích trên biểu đồ áp lực-thể tích và được biểu thị bằng jun (J): WOB = ∫ (P × V).⁷⁶ Joules/lít (J/L) thường định nghĩa công trên mỗi chu kỳ hô hấp chia cho V_T.⁷⁶ Đo WOB là một cách tiếp cận hữu ích để tính toán năng lượng cần thiết khi bắt đầu thông khí.⁷⁶ Đo WOB là một giám sát quan trọng về tình trạng hô hấp, dự trữ phổi và xác suất cai máy thành công của bệnh nhân khi thở máy. Mối quan hệ động giữa áp lực màng phổi và thể tích phổi trong quá trình thở mô tả bằng biểu đồ Campbell.⁷⁶ Biểu đồ Campbell và thông số WOB có thể được sử dụng làm giá trị tham chiếu cho các tính toán tiếp theo khi bệnh nhân phát triển các nỗ lực tự phát. Như đã thảo luận bởi nhiều tác giả, các phép đo WOB cực kỳ hữu ích trong thở máy vì chúng góp phần vào tiến bộ quan trọng trong xử trí bệnh nhân cũng như hiểu thêm và tối ưu hóa một số cài đặt và đồ họa máy thở.^11,76 Các nghiên cứu về WOB đã mang lại cái nhìn sâu sắc về sinh lý bệnh của việc cai máy thất bại và đã góp phần vào những tiến bộ đạt được trong xử trí thông khí không xâm lấn (NIV).⁷⁶ Ngoài ra, nghiên cứu đã chỉ ra rằng tính toán WOB bổ sung cho dự đoán kết quả cai máy được cung cấp bởi thông số chỉ số thở nông nhanh (RSBI).¹¹ Tuy nhiên, mặc dù là một công cụ đánh giá lâm sàng hữu ích, phép đo WOB gián tiếp có thể gây hiểu nhầm. Một số bệnh nhân có vẻ có WOB quá mức nhưng thực tế là khá thoải mái, trong khi những bệnh nhân khác có vẻ thoải mái ở mức hỗ trợ thông khí hiện tại của họ nhưng không thể chịu đựng thêm bất kỳ sự gia tăng WOB nào của họ. Việc sử dụng máy theo dõi trực tiếp tại giường đã được đề xuất để đánh giá tốt hơn WOB và giám sát các nỗ lực tự phát chặt chẽ hơn trong khi điều chỉnh mức độ hỗ trợ thông khí.^77-78

Không đồng bộ     

Việc phân tích đồ họa máy thở trong NIV có thể hữu ích trong việc tối ưu hóa các tương tác giữa bệnh nhân và máy thở. Trong một nghiên cứu ngẫu nhiên có đối chứng, Di Marco và cộng sự⁷⁹ đã so sánh phân tích đồ họa với phân tích dữ liệu số tiêu chuẩn để xác định hiệu quả của việc chăm sóc bệnh nhân trong thời gian NIV. Kết quả chỉ ra rằng phân tích đồ họa có liên quan đến tỷ lệ chuẩn hóa pH cao hơn và phân tích đồ họa có thể có tác động tích cực hơn đến kết quả sinh lý và lấy bệnh nhân làm trung tâm.⁷⁹ Trong một nghiên cứu khác, Longhini và cộng sự⁸⁰ đã đánh giá khả năng của các bác sĩ lâm sàng trong việc xác định sự không đồng bộ trong NIV thông qua phân tích đồ họa máy thở. Có 3 phát hiện chính từ nghiên cứu này: khả năng tổng thể của các bác sĩ lâm sàng trong việc xác định sự không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở trong NIV bằng phân tích đồ họa là thấp, kinh nghiệm và chuyên môn của bác sĩ không ảnh hưởng đến tỷ lệ phát hiện không đồng bộ máy thở và bệnh nhân và tỷ lệ của phát hiện thích hợp có liên quan nghịch với tỷ lệ phổ biến của bệnh không đồng bộ. Những kết quả này liên quan đến phát hiện không đồng bộ thông qua phân tích đồ họa trái ngược trực tiếp với các nghiên cứu thở máy xâm lấn khác.⁸⁰ Các tác giả đề xuất rằng 6 tháng đào tạo có thể đủ để đạt được mức ổn định trong đường cong học tập phân tích đồ họa; mặt khác, có thể việc phát hiện sự không đồng bộ trong NIV là cực kỳ khó khăn, bất kể mức độ kinh nghiệm.⁸⁰

Đánh giá bằng phân tích đồ họa không chỉ là một phương pháp thay thế không xâm lấn và đáng tin cậy, mà nó còn cho thấy mối tương quan tốt với các phương pháp thở máy xâm lấn. Ramirez và cộng sự⁸¹ đã đánh giá khả năng của các bác sĩ lâm sàng ICU trong việc xác định các dạng bất đồng bộ khác nhau theo số năm kinh nghiệm, nghề nghiệp và được đào tạo trước đây về thở máy bằng cách sử dụng phân tích đồ họa. Nghiên cứu quan sát này có 2 phát hiện: số bác sĩ lâm sàng được đào tạo (tức là những người đã hoàn thành ít nhất một khóa học về thở máy từ một cơ sở giáo dục chính quy) xác định được 3 điểm không đồng bộ cao hơn đáng kể so với bác sĩ trong nhóm không được đào tạo như vậy và bác sĩ được đào tạo những người đã được đào tạo trước đó về thở máy đã tăng tỷ lệ xác định chính xác sự không đồng bộ của họ lên gần 4 lần.⁸¹ Nghiên cứu này cho thấy rằng việc xác định và giải thích sự không đồng bộ là không dễ dàng, ngay cả đối với các bác sĩ lâm sàng có kinh nghiệm; 81 Đào tạo chính thức về thở máy có liên quan đáng kể với khả năng xác định bất đồng bộ của bác sĩ bằng phân tích đồ họa; Ngoài ra, cả kinh nghiệm và chuyên môn đều không được chứng minh là có liên quan đến khả năng của các bác sĩ lâm sàng xác định sự không đồng bộ một cách chính xác bằng cách sử dụng phân tích đồ họa.⁸¹ Colombo và cộng sự³¹ nhằm đánh giá khả năng của các bác sĩ ICU trong việc phát hiện sự không đồng bộ của bệnh nhân – máy thở trong quá trình thông khí hỗ trợ áp lực và để xác định ảnh hưởng của chuyên môn đến khả năng nhận ra sự không đồng bộ. Các bác sĩ lâm sàng ICU có kinh nghiệm có thể phát hiện ít hơn một phần ba tổng số sự không đồng bộ, cho thấy rằng khả năng nhận biết đúng sự không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở bằng cách kiểm tra trực quan đồ họa máy thở nói chung là khá thấp và chỉ bị ảnh hưởng vừa phải bởi chuyên môn lâm sàng.

Hình 14. Biểu đồ lưu lượng-thể tích (F/V) xác định bẫy khí. Từ Tham chiếu 37.

Hình 15. Biểu đồ dạng sóng máy thở minh họa ngưỡng kích hoạt quá mức, làm tăng nhịp thở. Các dạng sóng áp lực thực quản nhận những nỗ lực không hiệu quả trong quá trình hít vào và thở ra. Từ Tham chiếu 37.

Rõ ràng, khi các bác sĩ lâm sàng thực sự hiểu và nhận ra hình dạng của đồ họa máy thở, họ có thể sử dụng kiến thức đó như một công cụ không xâm lấn tại giường bệnh để theo dõi phản ứng của bệnh nhân với hỗ trợ thông khí. Họ có thể, trong những thuật ngữ đơn giản nhất, nhận ra rắc rối. Hình 14 cho thấy một biểu đồ lưu lượng-thể tích xác định bẫy khí. Trên biểu đồ thể tích lưu lượng, bẫy khí có thể là thủ phạm nếu đường cong thở ra không trở lại điểm bắt đầu để hoàn thành vòng lặp. Hình 15 cho thấy đồ họa máy thở xác định sự đồng bộ của ngưỡng kích hoạt quá mức.³⁷ Đồ họa này cho thấy những nỗ lực không hiệu quả của bệnh nhân trong cả thời gian hít vào và thở ra.

Đồ họa máy thở: tương lai

Vậy, tương lai sẽ ra sao đối với đồ họa máy thở? Vấn đề rõ ràng thường được thảo luận nhất là các bác sĩ ICU hoàn toàn không có kỹ năng hiểu, sử dụng và giải thích đồ họa máy thở và khắc phục sự không đồng bộ liên quan đến máy thở – bệnh nhân xảy ra trong quá trình thở máy. Nghiên cứu chỉ ra rằng có một khoảng trống đáng kể về kiến thức khi giải thích đồ họa máy thở, và đây là một vấn đề vì một số lý do. Chúng tôi sẽ sửa chữa nó như thế nào? Nếu công nghệ đã thực sự vượt qua khả năng của các bác sĩ lâm sàng trong việc sử dụng thông tin này ở đầu giường, thì điều đó có nghĩa là cuối cùng chúng ta dựa vào tự động hóa để diễn giải những vấn đề này và giải quyết vấn đề? Có khá nhiều tài liệu thảo luận về các khái niệm như phát hiện tự động sự không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở thông qua phân tích đồ họa, phân tích xu hướng liên tục và các chế độ đồng bộ được cải thiện. Liệu những hệ thống đầy hứa hẹn như vậy có thể giúp các bác sĩ lâm sàng mở rộng kiến thức về tương tác giữa bệnh nhân và máy thở và nâng cao hơn nữa quá trình thở máy không?

Gutierrez và cộng sự⁸² đã so sánh một phương pháp tự động, không xâm lấn để theo dõi tình trạng không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở với chỉ số không đồng bộ. Trong nghiên cứu quan sát này, phân tích quang phổ tự động bao gồm lấy mẫu kỹ thuật số tần số lưu lượng và tín hiệu áp lực của đường thở liên tục trong 2 giờ, trong khi các giá trị chỉ số không đồng bộ được đo trực quan từ các đường cong lưu lượng và áp lực trên máy thở sau mỗi 30 phút.⁸² Kết quả của họ chỉ ra rằng phổ phân tích lưu lượng đường thở cung cấp sự nhận biết nhanh chóng về sự không đồng bộ của máy thở và dễ dàng thích ứng với các hệ thống theo dõi hiện có.⁸² Năm 2013, Sinderby và cộng sự⁸³ đã giới thiệu một phương pháp tự động, mục tiêu, được tiêu chuẩn hóa để hiển thị nhanh chóng sự tương tác giữa bệnh nhân và máy thở tại giường bệnh. Thông qua phân tích lại thủ công và tự động dữ liệu thu được từ các đối tượng cơ học trước đó, tương tác giữa bệnh nhân và máy thở được đánh giá bằng cách so sánh dạng sóng EAdi và áp lực máy thở.⁸³ Các thuật toán thủ công và tự động phát hiện thời gian của EAdi cũng như dạng sóng áp lực máy thở cho mỗi lần hô hấp chu kỳ và định lượng sai số giữa chúng; các tác giả gọi đây là chỉ số NeuroSync.⁸³ Việc so sánh dẫn đến điểm số độ tin cậy cao giữa các trung tâm và tăng độ nhạy đối với thuật toán tự động trong việc phát hiện sự không đồng bộ của máy thở.⁸³

Sự phát triển liên tục của các công nghệ tiên tiến, chẳng hạn như các phương pháp phát hiện tự động, có thể cải thiện việc xác định sự không đồng bộ, nhanh chóng thông báo cho bác sĩ lâm sàng và có thể được sử dụng làm cơ sở để điều chỉnh tự động cài đặt máy thở. Một nhu cầu lâm sàng khác là phân tích đồ họa thời gian thực liên tục. Bác sĩ lâm sàng không phải lúc nào cũng có mặt tại giường bệnh, vì vậy cần phải có công nghệ bắt chước những khả năng đó để phát hiện nhanh chóng những thay đổi trong tình trạng của bệnh nhân. Lý tưởng nhất là công nghệ mới sẽ liên tục phân tích đồ họa của máy thở, xác định bất kỳ hoạt động hô hấp nào của bệnh nhân và kích hoạt ngay lập tức theo nỗ lực của bệnh nhân. Mặc dù tầm quan trọng của việc biết tình trạng hô hấp hiện tại của bệnh nhân không thể được nhấn mạnh quá mức, nhưng phân tích xu hướng đồ họa liên tục có thể cho phép bác sĩ lâm sàng đưa ra các quyết định sáng suốt hơn về chăm sóc bệnh nhân. Việc sử dụng biểu đồ, hoặc máy thở hoặc thông tin huyết động chồng chéo, là con đường của tương lai. Khái niệm sáng tạo về hệ thống kiểm soát vòng kín cho phép điều chỉnh tự động các thông số thông khí và ôxygen hóa. Vào năm 2013, Clavieras và cộng sự⁸⁴ đã so sánh sự trao đổi khí và sự thay đổi kiểu thở giữa chế độ kiểm soát vòng kín, Intellivent và thông khí hỗ trợ áp lực. Các thông số thông khí và tỷ lệ PaO₂/FiO₂ được ghi lại liên tục trong 2 khoảng thời gian 24 giờ.⁸⁴ Kết quả cho thấy rằng có những cải thiện đáng kể trong PaO₂/FiO₂ sau 24 giờ trên Intellivent, trong khi không có thay đổi về thông khí hỗ trợ áp lực. Ngoài ra, có nhiều điều chỉnh hơn đáng kể đối với cài đặt áp lực thở vào, PEEP và FiO₂ trên Intellivent so với thông khí hỗ trợ áp lực.⁸⁴ Intellivent cải thiện quá trình oxygen hóa, các thông số thở máy và thời gian dành cho vùng thông khí thích hợp so với thông khí hỗ trợ áp lực. Những kết quả như vậy đảm bảo nghiên cứu thêm về tác động lâm sàng của kiểm soát vòng kín so với các phương thức thở máy thông thường.

Có một số phương thức phản hồi mới khác của thở máy đáp ứng các yêu cầu của bệnh nhân, do đó cải thiện kết quả. Chế độ kiểm soát kép đã trở nên phổ biến vì sự kết hợp thuận lợi của các khái niệm từ thông khí kiểm soát thể tích và thông khí kiểm soát áp lực. Chế độ kiểm soát kép cho phép đạt được mục tiêu thể tích đã đặt với nhịp thở được kiểm soát áp lực, do đó cho phép tạo ra nhiều đồ họa về áp lực, lưu lượng và thể tích.⁸⁵ Các chế độ mới hơn, không thông thường khác bao gồm thông khí hỗ trợ thích ứng, thông khí hỗ trợ tỷ lệ, thông khí giải phóng áp lực đường thở, hỗ trợ thông khí điều chỉnh bằng thần kinh, và Smartcare đã được chứng minh là cải thiện sự không đồng bộ của máy thở – bệnh nhân, giảm thời gian thở máy và tăng cường an toàn cho bệnh nhân.⁸⁶ Mặc dù các nguyên tắc làm việc có thể giúp phác thảo các chiến lược thở máy dựa trên bệnh nhân, các hạn chế lâm sàng đòi hỏi phải thăm dò thêm, lâu dài cần có các nghiên cứu để chứng minh tính hiệu quả của các phương thức mới. Những công cụ như vậy có thể giúp các bác sĩ lâm sàng nâng cao hiểu biết của họ về sự tương tác giữa bệnh nhân và máy thở và cải thiện hơn nữa việc xử trí thở máy. Đồ họa về máy thở rất quan trọng để hiểu về thở máy và sự tương tác giữa bệnh nhân và máy thở, và chúng phải trở thành một phần không thể thiếu trong quá trình đào tạo và nghiên cứu lâm sàng trong tương lai.

Kết luận      

Đồ họa máy thở tiếp tục là thành phần không thể thiếu trong việc xử trí bệnh nhân nặng. Hình ảnh về máy thở được cung cấp rộng rãi và là một công cụ giám sát giá trị tại giường bệnh cung cấp thông tin tức thì về sự tương tác giữa bệnh nhân và máy thở và chức năng của thiết bị. Cơ học phổi bên giường vẫn hỗ trợ có lợi cho việc ra quyết định lâm sàng trong môi trường ICU. Ngoài ra, các biện pháp thứ cấp như chỉ số căng thẳng, điểm uốn và WOB có thể giúp tối ưu hóa việc xử trí thông khí cơ học và ngăn ngừa thông khí có tổn thương. Mặc dù công nghệ thở máy tiếp tục phát triển, nhưng những tiến bộ như vậy không phải lúc nào cũng tương đương với việc chăm sóc bệnh nhân được tối ưu hóa. Thay vào đó, hiểu được giao diện phức tạp giữa bệnh nhân và máy thở nên được coi là thành phần quan trọng nhất của đánh giá ICU tổng thể. Cách tiếp cận từng bước có thể dẫn đến hiểu biết tốt hơn và cách giải thích nhất quán hơn về đồ họa máy thở. Các chiến lược diễn giải nhằm giảm sự không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở có thể cải thiện kết quả và chi phí liên quan đến thở máy. Các bác sĩ lâm sàng phải hiểu được tính hữu ích của những đồ họa này và có khả năng xác định và phản hồi các vấn đề kịp thời và thích hợp. Bằng cách hiểu cách diễn giải và áp dụng đồ họa máy thở, bác sĩ lâm sàng có thể nâng cao hiệu quả của thở máy và tối ưu hóa việc chăm sóc bệnh nhân. Tài liệu và giáo dục về đồ họa thông khí phải tiếp tục phát triển để giải quyết các phương pháp xử trí thông khí cơ khí hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

References 

1.Rose L. Management of critically ill patients receiving noninvasive and invasive mechanical ventilation in the emergency department. Open Access Emerg Med 2012;4:5-15.

2.Hess DR. Applied respiratory physiology: use of ventilator waveforms and mechanics in the management of critically ill patients (forward). Respir Care 2005;50(1):26-27.

3.Durbin CG. Applied respiratory physiology: use of ventilator waveforms and mechanics in the management of critically ill patients. Respir Care 2005;50(2):287-293.

4.Nilsestuen JO, Hargett KD. Using ventilator graphics to identify patient-ventilator asynchrony. Respir Care 2005;50(2):202-234.

5.Chatburn RL. Simulation studies for device evaluation. Respir Care 2014;59(4):e61-e66.

6.Arnal JM, Garnero A, Saoli M, Chatburn RL. Parameters for simulation of adult subjects during mechanical ventilation. Respir Care 2018;63(2):158-168.

7.Henderson WR, Chen L, Amato MB, Brochard LJ. Fifty years of research in ARDS: respiratory mechanics in acute respiratory distress syndrome. Am J Respir Crit Care Med 2017;196(7):822-833.

8.Primiano FP Jr., Chatburn RL. Zen and the art of nomenclature maintenance: a revised approach to respiratory symbols and terminology. Respir Care 2006;51(12):1458-1470.

9.Chatburn RL. Classification of mechanical ventilators. Respir Care 1992;37(9):1009-1025.

10.Lucangelo U, Bernabè F, Blanch L. Lung mechanics at the bedside: make it simple. Curr Opin Crit Care 2007;13(1):64-72.

11.Brochard L, Martin GS, Blanch L, Pelosi P, Belda FJ, Jubran A, et al. Clinical review: respiratory monitoring in the ICU – a consensus of 16. Crit Care 2012;16(2):219.

12.Mott-Smith M. Newton’s Third Law of Motion. Am J Phys 1944;12(2):109-109.

13.Holanda MA, Vasconcelos RDS, Ferreira JC, Pinheiro BV. Patient-ventilator asynchrony. J Bras Pneumol 2018;44(4):321-333. Erratum in: J Bras Pneumol 2018;44(4):339.

14.Gilstrap D, Macintyre N. Patient-ventilator interactions: implications for clinical management. Am J Respir Crit Care Med 2013;188(9):1058-1068.

15.Pham T, Brochard LJ, Slutsky AS. Mechanical ventilation: state of the art. Mayo Clin Proc 2017;92(9):1382-1400.

16.Thille AW, Rodriguez P, Cabello B, Lellouche F, Brochard L. Patient-ventilator asynchrony during assisted mechanical ventilation. Intensive Care Med 2006;32(10):1515-1522.

17.Slutsky AS. History of mechanical ventilation: from Vesalius to ventilator-induced lung injury. Am J Respir Crit Care Med 2015;191(10):1106-1115.

18.Kacmarek RM. The mechanical ventilator: past, present, future. Respir Care 2011;56(8):1170-1180.

19.Dellaca RL, Veneroni C, Farre R. Trends in mechanical ventilation: are we ventilating our patients in the best possible way? Breathe (Sheff) 2017;13(2):84-98.

20.Sanborn WG. Monitoring respiratory mechanics during mechanical ventilation: where do the signals come from? Respir Care 2005;50(1):28-52.

21.Thille AW, Lyazidi A, Richard JC, Galia F, Brochard L. A bench study of intensive-care-unit ventilators: new versus old and turbine-based versus compressed gas-based ventilators. Intensive Care Med 2009;35(8):1368-1376.

22.Marjanovic NS, De Simone A, Jegou G, L’Her E. A new global and comprehensive model for ICU ventilator performances evaluation. Ann Intensive Care 2017;7(1):68.

23.Govoni L, Dellaca’ RL, Peñuelas O, Bellani G, Artigas A, Ferrer M, et al. Actual performance of mechanical ventilators in ICU: a multicentric quality control study. Med Devices (Auckl) 2012;5:111-119.

24.Garnier M, Quesnel C, Fulgencio JP, Degrain M, Carteaux G, Bonnet F, et al. Multifaceted bench comparative evaluation of latest intensive care unit ventilators. Br J Anaesth 2015;115(1):89-98.

25.Delgado C, Romero JE, Puig J, Izquierdo A, Ferrando C, Belda FJ, Soro M. Performance of the new turbine mid-level critical care ventilators. Respir Care 2017;62(1):34-41.

26.Chatburn RL. Fundamentals of mechanical ventilation. Cleveland Heights: Mandu Press Ltd; 2003.

27.Dhaliwal MS, Raghunathan V, Sharma J. Ventilator graphics: a step wise approach and clinical application. J Pediatr Crit Care 2015;2(1):67-84.

28.Prielipp RC, Lewis K, Morell RC. Ventilator failure in the ICU: déjà vu all over again. APSF Newsletter 1998;13(3)

29.Krishna Kumar BR, Ravi M, Dinesh K, Nanda A. Ventilator malfunction. J Anaesthesiol Clin Pharmacol 2011;27(4):576.

30.Sripriya R, Parthasarathy S, Ravishankar M. Ventilator dysfunction: role of graphics in detection. Ain-Shams J Anaesthesiol 2016;9(3):465-467.

31.Colombo D, Cammarota G, Alemani M, Carenzo L, Barra FL, Vaschetto R, et al. Efficacy of ventilator waveforms observation in detecting patient-ventilator asynchrony. Crit Care Med 2011;39(11):2452-2457.

32.Rolland-Debord C, Bureau C, Poitou T, Belin L, Clavel M, Perbet S, et al. Prevalence and prognosis impact of patientventilator asynchrony in early phase of weaning according to two detection methods. Anesthesiology 2017;127(6):989997.

33.Burns SM. Working with respiratory waveforms: how to use bedside graphics. AACN Clin Issues 2003;14(2):133-144.

34.Mellott KG, Grap MJ, Munro CL, Sessler CN, Wetzel PA. Patient-ventilator asynchrony: clinical significance and implications for practice. Crit Care Nurse 2009;29(6):41-55.

35.Restrepo RD, Khusid F. Essentials of ventilator graphics. Indian J Respir Care 2014;3(1):396-404.

36.Mellema MS. Ventilator waveforms. Top Companion Anim Med 2013;28(3):112-123.

37.Dhand R. Ventilator graphics and respiratory mechanics in the patient with obstructive lung disease. Respir Care 2005;50(2):246-259.

38.Lucangelo U, Bernabé F, Blanch L. Respiratory mechanics derived from signals in the ventilator circuit. Respir Care 2005;50(1):55-65.

39.Acute Respiratory Distress Syndrome Network. Ventilation with lower tidal volumes as compared with traditional tidal volumes for acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med 2000;342:1301-1308.

40.Terragni PP, Filippini C, Slutsky AS, Birocco A, Tenaglia T, Grasso S, et al. Accuracy of plateau pressure and stress index to identify injurious ventilation in patients with acute respiratory distress syndrome. Anesthesiology 2013;119(4):880-889.

41.Malhotra A. Low-tidal-volume ventilation in the acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med 2007;357(11):1113-1120.

42.Dellinger RP, Levy MM, Carlet JM, Bion J, Parker MM, Jaeschke R, et al. Surviving Sepsis Campaign: international guidelines for management of severe sepsis and septic shock: 2008. Intensive Care Med 2008;34(1):17-60.

43.Bigatello LM, Davignon KR, Stelfox HT. Respiratory mechanics and ventilator waveforms in the patient with acute lung injury. Respir Care 2005;50(2):235-244.

44.Ranieri VM, Zhang H, Mascia L, Aubin M, Lin CY, Mullen JB, et al. Pressure-time curve predicts minimally injurious ventilatory strategy in an isolated rat lung model. Anesthesiology 2000;93(5):1320-1328.

45.Grasso S, Terragni P, Mascia L, Fanelli V, Quintel M, Herrmann P, et al. Airway pressure-time curve profile (stress index) detects tidal recruitment/hyperinflation in experimental acute lung injury. Crit Care Med 2004;32(4):1018-1027.

46.Ranieri VM, Giuliani R, Fiore T, Dambrosio M, Milic-Emili J. Volume-pressure curve of the respiratory system predicts effects of PEEP in ARDS: “occlusion” versus “constant flow” technique. Am J Respir Crit Care Med 1994;149(1):19-27.

47.Hess DR. Respiratory mechanics in mechanically ventilated patients. Respir Care 2014;59(11):1773-1794.

48.Grasso S, Stripoli T, De Michele M, Bruno F, Moschetta M, Angelelli G, et al. ARDSnet ventilatory protocol and alveolar hyperinflation: role of positive end-expiratory pressure. Am J Respir Crit Care Med 2007;176(8):761-767.

49.Huang Y, Yang Y, Chen Q, Liu S, Liu L, Pan C, et al. Pulmonary acute respiratory distress syndrome: positive endexpiratory pressure titration needs stress index. J Surg Res 2013;185(1):347-352.

50.Ranieri VM, Eissa NT, Corbeil C, Chassé M, Braidy J, Matar N, et al. Effects of positive end-expiratory pressure on alveolar recruitment and gas exchange in patients with the adult respiratory distress syndrome. Am Rev Respir Dis 1991;144(3 Pt 1):544-551.

51.Terragni PP, Rosboch G, Tealdi A, Corno E, Menaldo E, Davini O, et al. Tidal hyperinflation during low tidal volume ventilation in acute respiratory distress syndrome. Am J Respir Crit Care Med 2007;175(2):160-166.

52.Terragni PP, Del Sorbo L, Mascia L, Urbino R, Martin EL, Birocco A, et al. Tidal volume lower than 6 mL/kg enhances lung protection: role of extracorporeal carbon dioxide removal. Anesthesiology 2009;111(4):826-835.

53.Chiumello D, Carlesso E, Cadringher P, Caironi P, Valenza F, Polli F, et al. Lung stress and strain during mechanical ventilation for acute respiratory distress syndrome. Am J Respir Crit Care Med 2008;178(4):346-355.

54.Ferrando C, Suárez-Sipmann F, Gutierrez A, Tusman G, Carbonell J, Garcia M, et al. Adjusting tidal volume to stress index in an open lung condition optimizes ventilation and prevents overdistension in an experimental model of lung injury and reduced chest wall compliance. Crit Care 2015;19(1):9.

55.Suarez-Sipmann F, Böhm SH, Tusman G, Pesch T, Thamm O, Reissmann H, et al. Use of dynamic compliance for open lung positive end-expiratory pressure titration in an experimental study. Crit Care Med 2007;35(1):214-221.

56.Sun XM, Chen GQ, Chen K, Wang YM, He X, Huang HW, et al. Stress index can be accurately and reliably assessed by visually inspecting ventilator waveforms. Respir Care 2018;63(9):1094-1101.

57.Grinnan DC, Truwit JD. Clinical review: respiratory mechanics in spontaneous and assisted ventilation. Crit Care 2005;9(5):472-484.

58.Marini JJ. Lung mechanics determinations at the bedside: instrumentation and clinical application. Respir Care 1990;35:669-696.

59.Bates JHT, Rossi A, Milic-Emili J. Analysis of the behavior of the respiratory system with constant inspiratory flow. J Appl Physiol 1985;58(6):1840-1848.

60.Correger E, Murias G, Chacon E, Estruga A, Sales B, Lopez-Aguilar J, et al. Interpretation of ventilator curves in patients with acute respiratory failure. Med Intensiva 2012;36(4):294-306.

61.Lemaire F, Simoneau A, Risara D, Tesseire B, Atlan G, Rapin M. Static pulmonary pressure-volume curve, positive end-expiratory pressure ventilation and gas exchange in acute respiratory failure. Am Rev Respir Dis 1979;119:328.

62.Weiner DJ, Forno E, Sullivan L, Weiner GA, Kurland G. Subjective and objective assessments of flow-volume curve configuration in children and young adults. Ann Am Thorac Soc 2016;13(7):1089-1095.

63.Karkhanis VS, Desai U, Joshi JM. Flow volume loop as a diagnostic marker. Lung India 2013;30(2):166-168.

64.Amato MB, Barbas CS, Medeiros DM, Magaldi RB, Schettino GP, Lorenzi-Filho G, et al. Effect of a protectiveventilation strategy on mortality in the acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med 1998;338(6):347-354.

65.Lu Q, Rouby JJ. Measurement of pressure-volume curves in patients on mechanical ventilation: methods and significance. Crit Care 2000;4(2):91-100.

66.Rouby JJ, Lu Q, Vieira S. Pressure/volume curves and lung computed tomography in acute respiratory distress syndrome. Eur Respir J 2003;42(Suppl):S27-S36.

67.Hess DR. Recruitment maneuvers and PEEP titration. Respir Care 2015;60(11):1688-1704.

68.Harris RS. Pressure-volume curves of the respiratory system. Respir Care 2005;50(1):78-98.

69.Piacentini E, Wysocki M, Blanch L. A new automated method versus continuous positive airway pressure method for measuring pressure–volume curves in patients with acute lung injury. Intensive Care Med 2009;35(3):565-570.

70.Gattinoni L, Pesenti A, Avalli L, Rossi F, Bombino M. Pressure-volume curve of total respiratory system in acute respiratory failure. Computed tomographic scan study. Am Rev Respir Dis 1987;136(3):730-736.

71.Beydon L, Svantesson C, Brauer K, Lemaire F, Jonson B. Respiratory mechanics in patients ventilated for critical lung disease. Eur Respir J 1996;9(2):262-273.

72.Lumb ANunn JF. Elastic resistance to ventilation. In: Lumb A, editors. Nunn’s applied respiratory physiology, 8th ed. Philadelphia: Elsevier; 2017:17-31.

73.Maggiore SM, Brochard L. Pressure-volume curve: methods and meaning. Minerva Anestesiol 2001;67(4):228-237.

74.Blanch L, López-Aguilar J, Villagrá A. Bedside evaluation of pressure-volume curves in patients with acute respiratory distress syndrome. Curr Opin Crit Care 2007;13(3):332-337.

75.Kallet RH. Should PEEP titration be based on chest mechanics in patients with ARDS? Respir Care 2016;61(6):876890.

76.Cabello B, Mancebo J. Work of breathing. Intensive Care Med 2006;32(9):1311-1314.

77.Hagberg CACohen NH, Schwartz DE. Monitoring the airway and pulmonary function. In: Hagberg CA, editor. Benumof and Hagberg’s airway management. 3rd ed. Philadelphia: Elsevier; 2013:998-1017.

78.de Vries H, Jonkman A, Shi Z-H, Spoelstra-de Man A, Heunks L. Assessing breathing effort in mechanical ventilation: physiology and clinical implications. Ann Transl Med 2018;6(19):387.

79.Di Marco F, Centanni S, Bellone A, Messinesi G, Pesci A, Scala R, et al. Optimization of ventilator setting by flow and pressure waveforms analysis during noninvasive ventilation for acute exacerbations of COPD: a multicentric randomized controlled trial. Crit Care 2011;15(6):R283.

80.Longhini F, Colombo D, Pisani L, Idone F, Chun P, Doorduin J, et al. Efficacy of ventilator waveform observation for detection of patient–ventilator asynchrony during NIV: a multicentre study. ERJ Open Res 2017;3(4):00075-2017.

81.Ramirez II, Arellano DH, Adasme RS, Landeros JM, Salinas FA, Vargas AG, et al. Ability of ICU health-care professionals to identify patient-ventilator asynchrony using waveform analysis. Respir Care 2017;62(2):144-149.

82.Gutierrez G, Ballarino GJ, Turkan H, Abril J, De La Cruz L, Edsall C, et al. Automatic detection of patient-ventilator asynchrony by spectral analysis of airway flow. Crit Care 2011;15(4):R167.

83.Sinderby C, Liu S, Colombo D, Camarotta G, Slutsky AS, Navalesi P, et al. An automated and standardized neural index to quantify patient-ventilator interaction. Crit Care 2013;17(5):R239.

84.Clavieras N, Wysocki M, Coisel Y, Galia F, Conseil M, Chanques G, et al. Prospective randomized crossover study of a new closed-loop control system versus pressure support during weaning from mechanical ventilation. Anesthesiology 2013;119(3):631-641.

85.Branson RD, Johannigman JA. The role of ventilator graphics when setting dual-control modes. Respir Care 2005;50(2):187-201.

86.Singh PM, Borle A, Trikha A. Newer nonconventional modes of mechanical ventilation. J Emerg Trauma Shock 2014;7(3):222-227.