Giới thiệu
Dạng sóng (waveforms) mô tả mối quan hệ giữa các thông số hô hấp và thời gian trên nền tảng từng nhịp thở (breath-to-breath). Ba tín hiệu thường được sử dụng nhất là áp lực – pressure (cm H2O), thể tích – volume (mL) và lưu lượng – flow (mL/s), và ba tín hiệu này mô tả chu kỳ hô hấp. Hầu hết các màn hình đồ họa giờ đây có khả năng hiển thị cả ba dạng sóng cùng một lúc; một số chỉ hiển thị một hoặc hai.
Hình 2.1 Dạng sóng phổi (a, sơ đồ; b, thực tế). Các dạng sóng áp lực được hiển thị phía trên, các dạng sóng lưu lượng nằm ở giữa và các dạng sóng thể tích ở phía dưới. Điểm A thể hiện sự khởi đầu của hít vào. Điểm B thể hiện hít vào đỉnh. Điểm C thể hiện sự kết thúc của hít vào và bắt đầu thở ra. Điểm D là kết thúc thì thở ra.
Khi được hiển thị tổng hợp, các pha chu kỳ của hô hấp có thể được đánh giá cao. Mỗi dạng sóng có những điểm khác nhau của sự khởi đầu của hít vào (initiation of inspiration), hít vào đỉnh (peak inspiration), kết thúc của hít vào/bắt đầu thở ra, và kết thúc thở ra (end of expiration). Chúng được mô tả sơ đồ trong hình 2.1a và thực tế trong hình 2.1b.
Dạng sóng thể tích (volume waveform)
Biểu đồ dạng sóng hiển thị các thay đổi về thể tích được phân phối theo thời gian. Nó được xác định bằng cách tích hợp các tín hiệu lưu lượng hít vào và thở ra. Một dạng sóng thể tích điển hình được thể hiện trong hình 2.2. Như đã thấy trong hình 2.2a, dạng sóng có một số điểm tham chiếu. Điểm A mô tả sự khởi đầu của hít vào. Điểm B thể hiện thể tích khí hít vào tối đa. Điểm C thể hiện sự kết thúc của hít vào và bắt đầu thở ra. Điểm D mô tả thể tích thở ra và phải rất gần với đường thể tích bằng không (trục hoành); thể tích thở ra thường là ít hơn một chút so với thể tích hít vào vì rò rỉ không khí xung quanh ống nội khí quản không bóng chèn. Một dạng sóng thể tích thực được thể hiện trong hình 2.2b.
Hình 2.2 Dạng sóng thể tích (a, sơ đồ; b, thực tế). Điểm A là khởi đầu của thì hít vào. Điểm B thể hiện thể tích khí hít vào tối đa. Điểm C là thể tích cuối thì hít vào
Việc đánh giá dạng sóng thể tích khí lưu thông (Vt) có thể hữu ích trong việc xác định sự đóng góp tương đối của nhịp thở cơ học và tự phát trong quá trình thông khí bắt buộc ngắt quãng (IMV, intermittent mandatory ventilation) hoặc thông khí bắt buộc ngắt quãng đồng bộ (SIMV, synchronized intermittent mandatory ventilation). Hình 2.3 minh họa điều này. Lưu ý rằng nhịp thở có thể tích lớn hơn là nhịp thở SIMV, và nhịp thở có thể tích nhỏ hơn, chỉ được hỗ trợ bởi áp lực dương cuối kỳ thở (PEEP), là nhịp thở tự phát (spontaneous).
Hình 2.3 Các dạng sóng trong quá trình thông khí SIMV theo áp lực/hỗ trợ áp lực (PC SIMV/PS). Lưu ý những đóng góp tương đối trong các nhịp thở SIMV (nhịp thở A) và hỗ trợ áp lực 1 phần (nhịp thở B) trong dạng sóng (a) và thực tế (b). Trong ví dụ này, vì hỗ trợ áp lực được đặt ở 0, chúng ta thấy không có độ lệch áp lực (vì không có áp lực dương nào được thêm vào để hỗ trợ nhịp thở tự phát) nhưng chúng ta thấy sự thay đổi lưu lượng và thể tích do bệnh nhân khởi động.
Dạng sóng áp lực (pressure waveform)
Dạng sóng áp lực thể hiện áp lực đường thở trong suốt chu trình hô hấp (Hình 2.4). Hầu như tất cả trẻ sơ sinh cần thông khí cơ học thông thường đều nhận được một mức độ PEEP. Do đó, dạng sóng ở cuối thì thở ra hoặc bắt đầu hít vào sẽ nằm trên giá trị nền (trị số không). Áp lực tăng lên trong hít vào, đạt giá trị tối đa, hoặc áp lực hít vào đỉnh (PIP, peak inspiratory pressure), sau đó giảm trong khi thở ra về mức PEEP. Diện tích khu vực dưới đường cong một chu kỳ thở duy nhất thể hiện áp lực đường thở trung bình (mean Paw, mean airway pressure). Sự khác biệt giữa PIP và PEEP được gọi là biên độ hoặc delta P (amplitude or delta P). Những biểu đồ này được trình bày sơ đồ (Hình 2.4a) và thực tế (Hình 2.4b).
Hình 2.4 Biểu diễn sơ đồ của giải phẫu dạng sóng áp lực (a). Biên độ hoặc ΔP là chênh lệch giữa áp lực hô hấp đỉnh (PIP) và áp lực đường cơ sở, được gọi là áp lực dương cuối kỳ thở ra (PEEP, positive end-expiratory pressure). Áp lực đường thở trung bình được thể hiện bằng diện tích dưới đường cong (vùng mờ) cho một chu kỳ. Một dạng sóng áp lực thực tế được mô tả trong (b)
Áp lực bình nguyên (plateau pressure)
Nếu một thao tác ngừng hít vào (inspiratory hold) được sử dụng để kéo dài thời gian hít vào (chặn van thở ra mở ra), một áp lực bình nguyên có thể biểu hiện. Điều này được thể hiện trong hình 2.5. Sau khi đạt PIP, thay vì tuyến tính giảm xuống đường cơ sở, nó vẫn không đổi, tạo ra bình nguyên, cho đến khi kết thúc ngưng thì hít vào và van thở ra mở ra.
Hình 2.5 Áp lực bình nguyên. Kéo dài thời gian hô hấp bằng cách sử dụng của một thao tác ngừng hít vào tạo ra một áp lực bình nguyên (PP), sơ đồ (a) và thực sự (b).
Thay đổi của pip và peep
Các thay đổi của PIP hoặc PEEP sẽ thay đổi hình dạng của dạng sóng áp lực và thay đổi giá trị áp lực đường thở trung bình được cung cấp. Hình 2.6 thể hiện các cài đặt chỉ số thông khí, trong đó PIP là 20 cm H2O và PEEP là 5 cm H2O. Hình 2.7 cho thấy sự thay đổi khi PIP được tăng lên đến 30 cm H2O. Nếu PEEP không thay đổi, biên độ sẽ tăng thêm 10 cm H2O.
Hình 2.6 Hình dạng sóng áp lực (a, sơ đồ; b, thực tế). PIP là 20 cm H2O, PEEP là 5 cm H2O
Hình 2.7 Trong dạng sóng áp lực này (a, sơ đồ; b, thực tế), PIP đã được tăng lên đến 30 cm H2O (mũi tên)
Hình 2.8 Trong ví dụ này, PEEP đã được tăng từ 5 đến 10 cm H2O (mũi tên). Lưu ý sự gia tăng trong đường cơ sở và giảm biên độ (a, sơ đồ; b, thực tế)
Những thay đổi của PIP mà không có những thay đổi đồng thời của PEEP sẽ làm thay đổi biên độ. Ở đây, các cài đặt ban đầu của chúng ta lại là PIP 20 cm H2O và PEEP 5 cm H2O (Hình 2.6). Khi PEEP được tăng lên đến 10 cm H2O trong khi PIP được giữ cố định, hãy lưu ý cách đường cơ sở tăng lên và chênh lệch từ PIP đến PEEP giảm (Hình 2.8).
Thay đổi của thời gian hít vào (inspiratory time)
Độ dốc hít vào sẽ làm độ dốc áp lực dương và kéo dài giai đoạn hít vào của dạng sóng áp lực. Nếu tất cả các thông số khác được giữ cố định, giá trị trung bình của Paw sẽ tăng (diện tích dưới đường cong mở rộng). Hình 2.9 cho thấy những thay đổi trong dạng sóng áp lực sau khi độ dốc hít vào từ hình 2.6. Lưu ý độ dài tăng của pha hít vào của dạng sóng và vùng tăng theo đường cong.
Hình 2.9 Độ dốc hít vào làm tăng diện tích dưới đường cong, và do đó, áp lực đường thở trung bình. Các dạng sóng trên (a, sơ đồ; b, thực tế) cho thấy một PIP 20, PEEP 5 với Ti ngắn; các dạng sóng thấp hơn (c, sơ đồ; d, thực tế) cho thấy Ti dài hơn thay đổi dạng sóng áp lực hít vào và tăng áp lực đường thở trung bình
Áp lực vượt ngưỡng (pressure overshoot)
Kiểm soát áp lực và thông khí hỗ trợ áp lực sử dụng dạng sóng lưu lượng hít vào giảm tốc (được thảo luận sau). Nếu đặt quá cao, nó có thể gây áp lực quá nhanh so với nhu cầu của bệnh nhân. Điều này tạo ra một tình trạng gọi là áp lực vượt ngưỡng (đôi khi được gọi là “đổ chuông”). Hình 2.10 hiển thị điều này. Dạng sóng áp lực thể hiện đỉnh cao và đỉnh kép tại PIP. Hầu hết các máy thở có chức năng độ dốc (rise time) điều chỉnh để đáp ứng điều này. Nó là một phương tiện bán định lượng để giảm tốc độ dòng khí thở.
Hình 2.10 Áp lực vượt ngưỡng (a, sơ đồ; b, thực tế). Nếu độ dốc (rise time) tăng tạo ra tốc độ lưu lượng quá mức trong quá trình điều khiển áp lực hoặc thông khí hỗ trợ áp lực, áp lực vượt ngưỡng, còn được gọi là “đổ chuông”, có thể xảy ra. Điều này có thể được nhìn thấy trên dạng sóng chảy như là một “chổ nhô lên” (bump) ở phần cuối của lưu lượng khí hít vào (A) và như là một dấu khắc ở phía trên của các dạng sóng áp lực (B)
Dạng sóng lưu lượng
Dạng sóng lưu lượng là phức tạp nhất bởi vì các pha hít vào và thở ra của chúng đều có hai thành phần. Trong dạng sóng này, đường cơ sở đại diện cho một trạng thái lưu lượng bằng không, nghĩa là không có khí nào đi vào hoặc ra khỏi đường dẫn khí. Theo quy ước, bất cứ thứ gì nằm phía trên đường cơ sở (giá trị dương) biểu diễn lưu lượng hít vào (lưu lượng khí vào bệnh nhân), và ngược lại, bất kỳ thứ gì bên dưới đường cơ sở (giá trị âm) biểu diễn lưu lượng thở ra (lưu lượng khí từ bệnh nhân đi ra). Giải phẫu của dạng sóng lưu lượng trong quá trình thông khí nhắm mục tiêu áp lực được mô tả sơ đồ trong hình 2.11a. Lưu ý rằng lưu lượng là tốc độ phân phối thể tích theo thời gian.
Có hai phương pháp chính trong đó lưu lượng hít vào có thể cung cấp cho bệnh nhân, thay đổi (variable) hoặc hằng định (constant). Lưu lượng thay đổi được sử dụng trong thông khí điều khiển áp lực (PCV) và thông khí hỗ trợ áp lực (PSV). Khi hít vào bắt đầu, có sự tăng lên, hoặc tăng tốc của trong lưu lượng hít vào. Tại giá trị cực đại của nó, nó được gọi là lưu lượng đỉnh hít vào (peak inspiratory flow). Đây là tốc độ nhanh nhất mà khí đi vào đường thở. Sau đó, lưu lượng giảm tốc đến giá trị ban đầu, đạt đến số không (zero) khi phổi được lấp đầy và không có thêm khí nào đi vào đường thở. Mặc dù độ dốc (hướng) của pha giảm tốc khác với pha tăng tốc, cả hai đều nằm phía trên đường cơ sở và biểu thị lưu lượng khí vào bệnh nhân, nhưng ở các mức khác nhau. Lưu ý rằng thời gian từ một lưu lương bằng không lưu tới lưu lượng bằng không tiếp theo xác định thời gian hít vào (inspiratory time). Khi sử dụng phương thức lưu lượng hằng định, chẳng hạn như trong thông khí điều khiển thể tích, dòng khí hít vào tăng lên nhanh đến mức đỉnh và sau đó được giữ hằng định trong suốt thời gian hít vào, chỉ giảm xuống ngay sau khi van thở ra mở ra. Điều này tạo ra một dạng sóng “vuông” (square flow) đặc trưng.
Giai đoạn thở ra của dạng sóng lưu lượng là tương tự, nhưng theo hướng ngược lại. Khi thở ra, có sự tăng tốc nhanh chóng của dòng khí thở ra, và khí di chuyển nhanh nhất từ đường thở được nhìn thấy ở tốc độ lưu lượng thở ra tối đa (peak expiratory flow rate). Tiếp theo là sự giảm tốc độ dòng khí thở ra cho đến khi phổi được làm trống đến mức dung tích cặn chức năng (functional residual capacity), và trạng thái lưu lượng bằng không đạt được. Một lần nữa, mặc dù hướng của các thành phần tăng tốc và giảm tốc là khác nhau, chúng đều ở dưới đường cơ sở (âm) và cả hai đều biểu thị lưu lượng khí thở ra. Khoảng cách giữa các lưu lượng bằng zero thể hiện thời gian thở ra (expiratory time). Một dạng sóng thực tế trong quá trình thông khí điều khiển áp lực được mô tả trong hình 2.11b. Lưu ý lưu lượng hít vào tăng tốc mạnh, đạt đến lưu lượng đỉnh hít vào, sau đó lưu lượng khí hít vào giảm dần, và lưu lượng bằng không ở cuối thì hít vào. Sau đó, thời gian thở ra xảy ra, tăng lưu lượng khí thở ra ở mức lưu lượng đỉnh thở ra và sau đó lưu lượng khí thở ra giảm dần. Giai đoạn thở kết thúc ở trạng thái lưu lượng bằng không.
Hình 2.12 cho thấy dạng sóng lưu lượng trong quá trình thông khí điều khiển thể tích. Các lưu lượng hít vào đỉnh tăng tốc nhanh và sau đó được giữ hằng định (liên tục) cho đến khi hít vào kết thúc, tạo ra một dạng sóng vuông.
Hình 2.11 Cấu tạo dạng sóng lưu lượng (a, sơ đồ; b, thực tế). Khi nhịp thở bắt đầu, có sự tăng tốc lưu lượng hít vào từ đường cơ sở từ lưu lượng bằng không (A) đến giá trị cực đại của nó, là lưu lượng đỉnh hít vào (B). Lưu lượng sau đó giảm tốc (C) trở lại đường cơ sở với lưu lượng bằng không, nơi thì hít vào kết thúc (D). Lưu lượng sau đó đảo ngược trong thời gian thở ra, khi lưu lượng khí ra khỏi đường thở tăng tốc (E), đạt tốc độ lưu lượng thở ra cực đại (F), sau đó giảm tốc (G) cho đến khi lưu lượng thở ra ngừng ở vị trí cuối thì thở ra (H). Vì vậy, có bốn giai đoạn tăng tốc dòng khí hít vào, giảm tốc của dòng khí hít vào, tăng nhanh lưu lượng khí thở và giảm lưu lượng khí thở ra
Hình 2.12 Hình dạng sóng lưu lượng trong quá trình thông khí điều khiển thể tích (a, sơ đồ; b, thực tế). Lưu lượng hít vào hằng định, thay vì thay đổi và tạo ra dạng sóng “vuông” đặc trưng
Tăng sức cản đường thở thì thở ra (increased expiratory resistance)
Tăng sức cản đường thở thì thở ra sẽ làm giảm lưu lượng khí thở ra. Điều này dẫn đến một thời gian thở ra dài hơn và được mô tả bằng đồ thị bởi lưu lượng thở ra giảm tốc chậm, và gây ra lưu lượng đỉnh thở ra giảm, hoặc cần thời gian dài hơn để lưu lượng trở về đường cơ sở trong quá trình giảm lưu lượng khí thở, hoặc cả hai. Những thay đổi này được thể hiện trong hình 2.13. Lưu ý lưu lượng thở ra tăng tốc chậm với lưu lượng thở ra đỉnh giảm và thời gian kéo dài để trở về đường cơ sở trong quá trình giảm lưu lượng khí thở.
Hình 2.13 Dạng sóng lưu lượng mô tả tăng sức đề kháng của đường thở (a, sơ đồ; b, thực tế). Lưu ý độ dốc giảm và độ dốc cho phần giảm tốc của dòng khí thở ra để trở về đường cơ sở (mũi tên)
Bẫy khí (gas trapping)
Bẫy khí xảy ra khi lưu lượng khí thở ra nhỏ hơn lưu lượng khí hít vào, dẫn đến nhiều khí đi vào hơn là đi ra khỏi phổi. Đây là một tình huống nguy hiểm tiềm ẩn có thể dẫn đến vỡ phế nang và rò rỉ khí (air leak). Trước khi sự xuất hiện của đồ họa thời gian thực, các bác sĩ lâm sàng thường biết về bẫy khí chỉ sau khi rò rỉ khí đã xảy ra (tràn khí màng phổi). Bây giờ, quan sát cẩn thận dạng lưu lượng có thể phát hiện tình trạng này, cho phép có thời gian can thiệp để tránh hậu quả của nó.
Trong hình 2.14, lưu ý rằng trong mỗi dạng sóng lưu lượng, thành phần thở ra giảm tốc không bao giờ đạt đến đường cơ sở (về mức zero hay chạm vào trục hoành) trước khi nhịp thở tiếp theo được bắt đầu và lưu lượng hít vào xảy ra.
Các điều chỉnh có thể trong trường hợp bị bẫy khí bao gồm giảm tần số thở, giảm độ dốc, rút ngắn thời gian hít vào, hoặc tăng PEEP (để chống auto-PEEP, tùy thuộc vào tình trạng lâm sàng, phương thức thở máy và sinh lý bệnh cơ bản.
Hình 2.14 Bẫy khí (a, sơ đồ; b, thực tế). Lưu ý rằng lưu lượng thở không đạt được đường cơ sở (lưu lượng bằng zero) trước khi bắt đầu nhịp thở tiếp theo (vòng tròn)
Cơ chế chu kỳ (cycling mechanisms)
Chu kỳ đề cập đến cơ chế chuyển tiếp hít vào sang thở ra và thở ra sang hít vào. Trong nhiều thập kỷ, máy thở sơ sinh chỉ cung cấp thời gian làm cơ chế chu kỳ. Các bác sĩ đã cài đặt thời gian hít vào hoặc tỷ lệ hít vào:thở ra. Trong thì hít vào, van thở ra sẽ đóng lại, và áp lực và lưu lượng sẽ được cung cấp cho phổi bệnh nhân cho đến khi van thở ra mở vào cuối thời gian hít vào. Trong máy thở cài chu kỳ thời gian (Hình 2.15), lưu ý rằng thời gian hít vào giống hệt nhau đối với mỗi nhịp thở và có thể kéo dài trạng thái dòng không ở cuối nguồn hít vào nếu tất cả các điều kiện nhịp thở (như áp lực đỉnh) đáp ứng trước khi hoàn thành thời gian hít vào.
Sự ra đời của hệ thống thông khí kiểm soát vi xử lý cung cấp cơ chế chu kỳ mới, đặc biệt là chu kỳ lưu lượng (flow-cycling) của bệnh nhân sơ sinh. Có thể áp dụng chu kỳ lưu lượng cho các phương thức mục tiêu áp lực, như thông khí giới hạn áp lực, thông khí kiểm soát áp lực và thông khí hỗ trợ áp lực.
Hình 2.15 Chu kỳ thời gian (a, sơ đồ; b, thực tế). Đối với mỗi nhịp thở, thì hít vào kéo dài trong một khoảng thời gian nhất định cho đến khi van thở ra mở ra. Lưu ý rằng có thể không có lưu lượng khí đi vào đường thở ở cuối thì hít vào (mũi tên)
Chu kỳ lưu lượng tận dụng mô hình tự nhiên của nhịp thở bằng cách chú ý đến lưu lượng hít vào của bé (Hình 2.16). Khi nhịp thở được cung cấp, máy thở tạo lưu lượng đỉnh khí hít vào. Lưu lượng hít vào sau đó giảm tốc, nhưng trước khi nó hoàn toàn đạt đến trạng thái lưu lượng bằng không, van thở ra sẽ mở ra, xả phần còn lại của lưu lượng hít vào. Điểm chính xác mà tại đó điều này xảy ra được xác định bởi cả thuật toán máy thở cụ thể và điểm chấm dứt do bác sĩ lựa chọn. Nói chung, từ 5–25% lưu lượng đỉnh hít vào (peak inspiratory flow rate).
Có hai ưu điểm chính cho chu kỳ lưu lượng. Đầu tiên, về mặt lý thuyết cho phép đồng bộ 100% giữa em bé và máy thở vì em bé vừa khởi đầu vừa kết thúc nhịp thở (ảnh hưởng của thời gian trễ giữa nỗ lực hít vào của bệnh nhân và sự khởi đầu của lưu lượng và thời gian truyền tín hiệu vẫn có thể dẫn đến kích hoạt không hoàn hảo nhịp thở). Thứ hai, nó ngăn chặn bẫy khí và đảo ngược tỷ lệ hít vào:thở ra trong quá trình thông khí do bệnh nhân kích hoạt. Trong chu kỳ thời gian, thông khí do bệnh nhân kích hoạt, vì thời gian hít vào cố định, em bé thở nhanh hơn, thời gian thở ra càng ngắn và tỷ lệ thời gian hít vào:thở ra càng lớn. Với tần số rất nhanh, nguy cơ mắc bẫy khí tăng lên. Nếu sử dụng chu kỳ lưu lượng, tỷ lệ sẽ được bảo toàn vì mỗi nhịp thở sẽ được kết thúc ở tỷ lệ phần trăm của lưu lượng đỉnh hít vào, do đó rút ngắn thì hít vào.
Chu kỳ lưu lượng được sử dụng kết hợp với chu kỳ thời gian, trong đó một nhịp thở sẽ được chấm dứt bởi điều kiện nào xảy ra đầu tiên. Trong thông khí hỗ trợ áp lực, thời gian hít vào là “giới hạn thời gian”, không thể vượt quá.
Hình 2.16 Chu kỳ lưu lượng (a, sơ đồ; b, thực tế). Trong chu kỳ lưu lượng, hít vào kết thúc khi lưu lượng hít vào đã giảm tốc đến một tỷ lệ nhỏ của lưu lượng đỉnh hít vào, và chu kỳ nhịp thở trực tiếp chuyển sang thở ra (mũi tên)
Rò rỉ qua ống nội khí quản (endotracheal tube leaks)
Bởi vì các ống nội khí quản không có bóng chèn được sử dụng ở trẻ sơ sinh, hầu như luôn luôn có một mức độ rò rỉ xung quanh ống nội khí quản. Hầu hết điều này xảy ra trong thì hít vào khi áp lực cao hơn. Mặc dù rò rỉ dễ dàng nhận biết trên dạng sóng Vt (Hình 2.17) hoặc các vòng lặp thể tích – áp lực và lưu lượng – thể tích (xem phần sau), tầm quan trọng của chúng có thể được nhìn thấy bằng cách kiểm tra hiệu ứng của chúng trên dạng sóng lưu lượng trong chu kỳ lưu lượng.
Một rò rỉ đáng kể có thể làm thay đổi lưu lượng khí, do đó lưu lượng hít vào giảm tốc có thể không bao giờ đạt đến điểm kết thúc. Nhịp thở sau đó sẽ theo chu kỳ thời gian, nhưng thường với áp lực hoặc thể tích không đủ cung cấp cho em bé.
Hình 2.17 Rò rỉ ống nội khí quản lớn (a, sơ đồ; b, thực tế). Dạng sóng lưu lượng, được hiển thị trong dạng sóng ở giữa, hầu như không có thành phần thở ra. Dạng sóng thể tích, trong bảng điều khiển dưới, cho thấy hầu như không có thể tích thở ra (kết thúc thực tế của dạng sóng thể tích thở được hiển thị bằng các mũi tên trong sơ đồ và đường ngắn màu xanh lam trong theo dõi thực tế). (đường màu vàng rơi xuống đường cơ sở bằng không). Điều này cũng dẫn đến chu kỳ tự động (auto-cycling), với tần số 75 lần/phút.
Chu kỳ tự động (kích hoạt tự động) = auto-cycling (auto-triggering)
Chu kỳ tự động (còn được gọi là kích hoạt tự động) có thể xảy ra trong quá trình thông khí do kích hoạt lưu lượng nếu máy thở hiểu tín hiệu lưu lượng không đúng như nỗ lực của bệnh nhân. Điều này có thể xảy ra nếu có rò rỉ vượt quá ngưỡng kích hoạt (trigger threshold) và nó có thể xảy ra ở bất kỳ nơi nào trong đường dẫn khí (ví dụ: bộ dây máy thở, máy tạo độ ẩm, ống nội khí quản). Nó cũng có thể xảy ra do ngưng tụ quá mức trong bộ dây máy thở. Khi nước trong ống dịch chuyển qua lại theo chu kỳ thở, nó có thể tạo ra sự thay đổi lưu lượng đủ để kích hoạt máy thở. Khi chu kỳ tự động xảy ra, máy cung cấp nhịp thở cơ học nhanh chóng, gây ra giảm CO2 máu cũng như nguy cơ chấn thương phổi.
Hình 2.18 cho thấy biểu đồ sóng trong chu kỳ tự động. Nó có thể được phân biệt với nhịp thở nhanh mà thực sự là do bệnh nhân khởi xướng. Trong một số loại chu kỳ tự động, tất cả các nhịp thở đều giống hệt nhau – không có sự thay đổi về tần số hoặc chu kỳ của chúng. Đối với những loại khác, chẳng hạn như sự chuyển động của nước trong ống, tần số có thể thay đổi và khó khăn hơn để xác định. Ngay cả một em bé thở nhanh sẽ cho thấy một số biến động về tần số thở và sự xuất hiện của dạng sóng.
Hình 2.18 Một ví dụ khác về chu kỳ tự động (a, sơ đồ; b, thực tế). Rò rỉ đáng kể trong quá trình thông khí do kích hoạt lưu lượng có thể đạt đến ngưỡng độ nhạy hỗ trợ và dẫn đến việc cung cấp nhịp thở cơ học lặp đi lặp lại. Lưu ý tính đồng nhất tương đối của nhịp thở, giúp phân biệt chu kỳ tự động này với nhịp thở nhanh, khi đó sẽ có một số thay đổi về tần số trong thở nhanh.
Lưu lượng và hình dạng của dạng sóng lưu lượng
Cách thức mà lưu lượng được giao cho bệnh nhân sẽ xác định hình dạng của nó. Lưu lượng hít vào có thể liên tục, như trong thông khí giới hạn áp lực hoặc thông khí điều khiển thể tích, hoặc nó có thể thay đổi, như trong thông khí điều khiển áp lực hoặc thông khí hỗ trợ áp lực.
Hình 2.19 Thông khí giới hạn áp lực (a, sơ đồ; b, thực tế). Lưu lượng khí thở liên tục tạo ra dạng sóng hình sin nhiều hơn
Hình 2.20 Thông khí điều khiển thể tích (a, sơ đồ; b, thực tế). Lưu lượng khí hít vào liên tục tạo ra một dạng sóng hình vuông
Lưu lượng liên tục trong thông khí giới hạn áp lực tạo ra dạng sóng hình sin (sinusoidal flow) với đường cung tròn. Điều này được thể hiện trong hình 2.19.
Lưu lượng liên tục trong quá trình thông khí thể tích tạo ra dạng sóng hình vuông (square flow) (Hình 2.20). Lưu lượng tăng tốc khi bắt đầu hít vào nhưng được gữ hằng định cho đến khi hít vào kết thúc.
Lưu lượng hít vào biến đổi tạo ra dạng sóng nhanh chóng tăng tốc, đạt đến mức lưu lượng đỉnh, sau đó giảm tốc (Hình 2.21). Nó được sử dụng trong thông khí điều khiển áp lực và thông khí hỗ trợ áp lực và thường có dạng đỉnh nhọn (“spiked”). Mặc dù hình dạng của nó được xác định chủ yếu bởi thuật toán thông khí, nó có thể được điều chỉnh thông qua một tính năng được gọi là độ dốc (rise time). Hình 2.22 cho thấy dạng sóng lưu lượng đã được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh độ dốc, giảm tốc độ lưu lượng của thì hít vào và tạo ra hình dạng ít nhọn hơn.
Hình 2.21 Thông khí kiểm soát áp lực hoặc thông khí hỗ trợ áp lực (a, sơ đồ; b, thực tế). Lưu lượng cảm biến thay đổi tạo ra dạng sóng lưu lượng hít vào (A) và giảm tốc độ lưu lượng nhanh, đôi khi được gọi là dạng sóng “đỉnh nhọn”
Hình 2.22 Điều chỉnh độ dốc (rise time) tức là điều chỉnh tốc độ dòng khí thở trong thông khí điều khiển áp lực hoặc thông khí hỗ trợ áp lực (a, sơ đồ; b, thực tế). Lưu ý rằng độ dốc của lưu lượng hít vào tăng tốc (A) ít hơn như trong Hình 2.21.
Nhịp thở tự phát (spontaneous breath)
Hình 2.23 thể hiện nhịp thở tự phát từ một em bé không nhận được bất kỳ hỗ trợ thông khí nào. Nó dùng để chứng minh sự khác biệt giữa nhịp thở tự phát và hỗ trợ. Lưu ý đường cung tròn nhiều hơn và đường biểu diễn quay trở lại đường cơ sở.
Hình 2.23 Nhịp thở tự phát (a, sơ đồ; b, thực tế). Em bé không nhận được bất kỳ hỗ trợ thông khí nào. Nhịp thở cho thấy sự thay đổi đáng kể.
