Cơ bản về máy thở
Các biến kiểm soát (Control variables) là các mục tiêu được cài đặt dựa trên chế độ thông khí cơ học được chọn. Ví dụ, có các chế độ thông khí kiểm soát áp lực và kiểm soát thể tích.
Biến điều kiện (Conditional variables) là biến phụ thuộc trong thông khí cơ học. Ví dụ, trong các chế độ kiểm soát thể tích thông khí, thể tích khí lưu thông là một tham số đã đặt, trong khi áp lực là biến có điều kiện và có thể thay đổi từng nhịp thở.
Kích hoạt (Trigger): Yếu tố khởi tạo thì hít vào. Nhịp thở có thể được kích hoạt áp lực, kích hoạt lưu lượng, hoặc kích hoạt thời gian.
Chu kỳ (Cycle): Việc xác định kết thúc của hít vào, và sự khởi đầu của thở ra. Ví dụ, máy thở cơ học có thể có chu kỳ là thể tích, áp lực hoặc thời gian.
Thuật ngữ sinh lý học
Sức cản đường thở (Airway resistance) đề cập đến các lực cản gặp phải trong chu trình hô hấp cơ học. Sức cản khí bình thường là ≤ 5 cmH2O.
Độ giãn nở phổi (Lung compliance) đề cập đến tính đàn hồi (elasticity) của phổi, hoặc sự dễ dàng mà chúng kéo dài và mở rộng để thích ứng với sự thay đổi về thể tích hoặc áp lực. Phổi với mức độ giãn nở thấp, hoặc độ co giãn đàn hồi cao, có xu hướng gặp khó khăn với quá trình hít vào và thường được gọi là phổi “cứng”. Một ví dụ về độ giãn nở kém sẽ là một bệnh nhân bị bệnh phổi hạn chế, chẳng hạn như xơ hóa phổi. Ngược lại, phổi có độ giãn nở cao, hoặc những người bị co giãn đàn hồi thấp, có xu hướng gặp khó khăn hơn trong quá trình thở ra, như đã thấy trong các bệnh phổi tắc nghẽn.
Mất huy động (Derecruitment) là sự mất diện tích bề mặt trao đổi khí do xẹp phổi (atelectasis). Mất huy động là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây thiếu oxy máu dần dần ở những bệnh nhân đặt nội khí quản và có thể được giảm thiểu bằng cách tăng PEEP.
Huy động (Recruitment) là phục hồi diện tích bề mặt trao đổi khí bằng cách áp dụng áp lực để mở lại các khu vực bị sụp đổ hoặc không hoạt động của phổi.
Trọng lượng cơ thể dự đoán (Predicted body weight) là trọng lượng cần được sử dụng trong việc xác định các cài đặt thông khí, không bao giờ dùng trọng lượng cơ thể thực tế. Thể tích phổi được xác định chủ yếu theo giới tính và chiều cao, và do đó, hai yếu tố này được sử dụng để xác định trọng lượng cơ thể dự đoán.
Công thức cho nam giới là: PBW (kg) = 50 + 2.3 (chiều cao (in) – 60), và đối với nữ là: PBW (kg) = 45,5 + 2,3 (chiều cao (in) – 60).
Các giai đoạn của nhịp thở cơ học
Giai đoạn khởi đầu (Initiation phase) là sự khởi đầu của nhịp thở cơ học, cho dù được kích hoạt bởi bệnh nhân hay máy. Với nhịp thở của bệnh nhân bắt đầu, bạn sẽ nhận thấy một sóng lõm nhẹ âm (áp lực âm) (Hình 2.1).
Giai đoạn hít vào (Inspiratory phase) là phần thở cơ học trong đó có luồng khí vào phổi của bệnh nhân để đạt được áp lực tối đa, áp lực đường thở đỉnh (PIP hoặc Ppeak), và thể tích khí lưu thông (TV hoặc VT) (Hình 2.2).
Hình 2.1 Dạng sóng minh họa giai đoạn bắt đầu hoặc kích hoạt
Hình 2.2 Dạng sóng minh họa giai đoạn hít vào
Hình 2.3 Dạng sóng minh họa giai đoạn hít vào cao nguyên
Hình 2.4 Dạng sóng minh họa giai đoạn thở ra
Giai đoạn cao nguyên (Plateau phase) thường không có mặt thường quy trong các nhịp thở thông khí cơ học nhưng có thể được kiểm tra như là một thủ thuật chẩn đoán quan trọng để đánh giá áp lực cao nguyên (Pplat). Với sự ngừng dòng không khí, áp lực cao nguyên và thể tích khí lưu thông (VT) được giữ liên tục trong một thời gian ngắn (Hình 2.3).
Giai đoạn thở ra (Exhalation phase) là một quá trình thụ động trong nhịp thở cơ học. Sự bắt đầu của quá trình thở ra có thể là chu kỳ thể tích (khi một thể tích khí lưu thông tối đa đạt được), chu kỳ thời gian (sau khi đạt thời gian cài đặt), hoặc chu kỳ lưu lượng (sau khi đạt được tốc độ lưu lượng nhất định) (Hình. 2.4).
Cài đặt thông khí
Áp lực hít vào đỉnh (PIP hoặc Ppeak, Peak inspiratory pressure) là áp lực tối đa trong đường thở khi kết thúc giai đoạn hít vào. PIP thường được hiển thị trên màn hình máy thở. Vì giá trị này được tạo ra trong thời gian luồng không khí đi vào phổi bệnh nhân, PIP được xác định bởi cả sức cản đường thở và độ giãn nở của phổi. Theo quy ước, mọi áp lực trong thông khí cơ học có đơn vị là “cmH2O.” Tốt nhất là nhắm mục tiêu PIP 2O.
Áp lực cao nguyên (Pplat, Plateau pressure) là áp lực phế nang trong giai đoạn cao nguyên, trong đó có sự ngưng luồng không khí đi vào, hoặc với ngưng nhịp thở (breath-hold). Để tính toán giá trị này, bác sĩ có thể ấn nút “giữ hít vào” (“inspiratory hold”) trên máy thở. Áp lực cao nguyên là áp lực hiệu quả ở phế nang với từng nhịp thở cơ học và phản ánh độ giãn nở. Để ngăn ngừa tổn thương phổi, Pplat nên được duy trì ở 2O.
Áp lực dương cuối kỳ thở ra (PEEP) là áp lực dương vẫn còn ở cuối giai đoạn thở ra. Áp lực dương bổ sung được áp dụng này giúp ngăn ngừa tình trạng xẹp phổi bằng cách ngăn chặn sự sụp đổ phế nang cuối thì thở ra. PEEP thường được đặt ở mức 5 cmH2O hoặc cao hơn, như một phần của cài đặt máy thở ban đầu. PEEP được cài đặt bởi các bác sĩ lâm sàng còn được gọi là PEEP bên ngoài (extrinsic PEEP), hoặc ePEEP, để phân biệt nó với áp lực có thể cao hơn do bẫy khí (air trapping). Theo quy ước, nếu không quy định khác, “PEEP” đề cập đến ePEEP.
PEEP nội tại (iPEEP, Intrinsic PEEP), hoặc PEEP tự động (auto-PEEP), là áp lực vẫn còn trong phổi do thở ra không đầy đủ, như có thể xảy ra ở những bệnh nhân bị bệnh phổi tắc nghẽn. Có thể đo giá trị này bằng cách giữ nút “tạm ngừng thở ra” (“expiratory pause”) hoặc “giữ thở ra” (“expiratory hold”) trên máy thở cơ học.
Áp lực đẩy (∆P) là thuật ngữ mô tả các thay đổi áp lực xảy ra trong thì hít vào, và bằng với sự chênh lệch giữa áp lực cao nguyên và PEEP (Pplat – PEEP). Ví dụ, một bệnh nhân có Pplat là 30 cmH2O và PEEP 10 cmH2O sẽ có áp lực đẩy 20 cmH2O. Nói cách khác, 20 cmH2O sẽ là áp lực tác dụng để làm căng phổi lên.
Thời gian hít vào (iTime, Inspiratory time) là thời gian được phân phối thể tích cài đặt (trong kiểm soát thể tích) hoặc áp lực cài đặt (trong kiểm soát áp lực).
Thời gian thở ra (eTime, Expiratory time) là thời gian được phân bổ để thở ra của nhịp thở cơ học.
Tỷ lệ I:E, hoặc tỷ lệ hít vào/thở ra, thường được biểu thị bằng tỷ lệ 1:2, 1:3, … Tỷ lệ I:E có thể được đặt trực tiếp hoặc gián tiếp trên máy thở bằng cách thay đổi thời gian hít vào, lưu lượng khí thở hoặc tần số thở. Theo quy ước, giảm tỷ lệ có nghĩa là tăng thời gian thở ra. Ví dụ, 1:3 là giảm so với 1:2, giống như 1/3 nhỏ hơn 1/2.
Lưu lượng hít vào đỉnh (Peak inspiratory flow) là tốc độ cung cấp nhịp thở, được biểu thị bằng L/phút. Một lưu lượng hít vào thông thường là 60 L/phút. Tăng và giảm lưu lượng hít vào là một phương tiện gián tiếp ảnh hưởng đến tỷ lệ I:E. Một bệnh nhân có tần số thở được đặt là 20, không thở quá mức, có 3 giây cho mỗi chu kỳ thở đầy đủ. Nếu bạn tăng lưu lượng khí hít vào, thời gian hít vào sẽ nhanh hơn và để lại nhiều thời gian hơn để thở ra. Do đó, lưu lượng hít vào gián tiếp làm thay đổi tỷ lệ I:E.
Thể tích khí lưu thông (TV hoặc VT, Tidal volume) là thể tích khí được phân phối cho bệnh nhân theo từng nhịp thở. Thể tích khí lưu thông được thể hiện tốt nhất trong cả hai mililit (ví dụ: 450 mL) và mililít/kilôgam (ví dụ: 6 mL/kg) trọng lượng cơ thể được dự đoán, giống như mô tả liều lượng thuốc trong nhi khoa. Các bác sĩ lâm sàng có thể chọn đặt máy thở ở chế độ kiểm soát thể tích, khi đó thể tích khí lưu thông sẽ không đổi cho mỗi nhịp thở. Trong các chế độ kiểm soát áp lực, áp lực là không đổi, nhưng thể tích khí lưu thông là một biến độc lập và sẽ thay đổi đôi chút với từng nhịp thở. Bất kể, mọi chế độ thông khí đều cung cấp một lượng khí lưu thông. Hình 2.5 minh họa mối tương quan giữa thể tích khí lưu thông, lưu lượng khí và dạng sóng áp lực. Điều này tương tự như những gì có thể nhìn thấy trên màn hình máy thở. Để có ví dụ lâm sàng về các dạng sóng tương tự từ màn hình máy thở của bệnh nhân, tham khảo Hình 6.1.
Tần số thở (RR, Respiratory rate hoặc f, frequency) là số lượng nhịp thở bắt buộc được cung cấp bởi máy thở mỗi phút. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải lưu ý rằng bệnh nhân có thể thở nhiều hơn tần số này, và do đó người ta phải báo cáo cả RR đã cài đặt của bạn và RR thực tế của bệnh nhân; cả hai giá trị này có thể được tìm thấy trên màn hình máy thở. Ngoài ra, điều quan trọng cần nhớ là RR là yếu tố then chốt trong việc xác định thời gian thở ra. Ví dụ, nếu bệnh nhân có RR là 10 nhịp thở mỗi phút (bpm), anh ta sẽ có 6 giây cho mỗi nhịp thở: (60 giây/phút)/10 bpm = 6 giây/nhịp thở. Một RR = 20 bpm chỉ cho phép 3 giây cho toàn bộ chu kỳ hô hấp.
Thông khí phút (VĖ, Vė, hoặc MV, Minute ventilation) là thông khí mà bệnh nhân nhận được trong 1 phút, tính bằng thể tích khí lưu thông nhân với tần số thở (TV x RR), và tính bằng lít trên phút (L/phút). Hầu hết người lớn khỏe mạnh đều có thông khí phút cơ bản từ 4–6 L/phút, nhưng những bệnh nhân bị bệnh nặng, chẳng hạn như những người cố gắng bù đắp cho nhiễm toan chuyển hóa, có thể cần thông khí phút từ 12–15 L/phút, hoặc thậm chí cao hơn, để đáp ứng nhu cầu của họ.
Hình 2.5 Các dạng sóng thông khí điển hình minh họa thể tích, lưu lượng và áp lực
Nồng độ oxy hít vào (FiO2) là một thước đo oxy được cung cấp bởi máy thở trong suốt thì hít vào, được biểu diễn theo tỷ lệ phần trăm. Không khí trong phòng chứa 21% oxy. Một máy thở cơ học có thể cung cấp một lượng oxy khác nhau, lên đến 100%.
Chế độ thông khí
Các chế độ thông khí cổ điển
Kiểm soát hỗ trợ (AC, Assist control) là chế độ thông khí thông thường và là một trong những phương thức thông khí an toàn nhất trong phòng Cấp cứu. Với mỗi nhịp thở bệnh nhân nhận được cùng các thông số tương tự, được cài đặt bởi các bác sĩ lâm sàng. Họ có thể hít thở thêm, hoặc thở nhanh hơn, nhưng mỗi nhịp thở sẽ cung cấp các thông số tương tự. Kiểm soát hỗ trợ có thể được nhắm mục tiêu theo thể tích (kiểm soát thể tích, AC/VC), nơi bác sĩ đặt một thể tích mong muốn hoặc nhắm mục tiêu theo áp lực (kiểm soát áp lực, AC/PC) nơi bác sĩ lâm sàng chọn áp lực mong muốn.
Thông khí bắt buộc ngắt quãng được đồng bộ hóa (SIMV, Synchronized intermittent mandatory ventilation) là một loại thông khí bắt buộc ngắt quãng hoặc IMV (intermittent mandatory ventilation). Các thông số cài đặt tương tự như trong AC, và các cài đặt có thể được kiểm soát thể tích (SIMV-VC) hoặc kiểm soát áp lực (SIMVPC). Tương tự như AC, mỗi nhịp thở bắt buộc trong SIMV sẽ cung cấp các thông số cài đặt giống hệt nhau. Tuy nhiên, với nhịp thở tự phát bổ sung, bệnh nhân sẽ chỉ nhận được hỗ trợ áp lực hoặc CPAP. Ví dụ, trong SIMV-VC, chúng ta có thể cài đặt một VT, và miễn là bệnh nhân không thở một cách tự phát, mỗi nhịp thở cơ học cung cấp sẽ đạt được thể tích khí lưu thông này. Tuy nhiên, nhịp thở tự phát trong chế độ thông khí này sẽ có thể tích khí lưu thông biến đổi hơn, dựa trên các yếu tố bệnh nhân và đường thở.
Kiểm soát thể tích được điều chỉnh áp lực (PRVC, Pressure regulated volume control) là một loại kiểm soát hỗ trợ kết hợp các thuộc tính tốt nhất của kiểm soát thể tích và kiểm soát áp lực. Các bác sĩ lâm sàng lựa chọn một lượng khí lưu thông mong muốn, và máy thở cho thể tích khí lưu thông đó với mỗi nhịp thở, ở áp lực thấp nhất có thể. Nếu áp lực quá cao và đạt đến mức tối đa được xác định trước, máy thở sẽ ngừng lưu lượng khí và chu kỳ vào giai đoạn thở ra để ngăn chặn áp lực đường thở quá mức và gây chấn thương phổi. Trong chế độ thông khí này, mục tiêu áp lực được điều chỉnh dựa trên độ giãn nở phổi, để giúp đạt được thể tích khí lưu thông được cài đặt.
Hỗ trợ áp lực (Pressure support) là một chế độ hỗ trợ một phần của thông khí trong đó bệnh nhân nhận được một áp lực không đổi (PEEP) cũng như một áp lực bổ sung, “hỗ trợ” áp lực khi nhịp thở máy thở được kích hoạt. Trong chế độ này, các bác sĩ lâm sàng có thể đặt PEEP và áp lực mong muốn bổ sung đối với PEEP. Tuy nhiên, lưu lượng khí hít vào cao nhất, tần số thở và thể tích khí lưu thông là tất cả các biến phụ thuộc và được xác định bởi nỗ lực của bệnh nhân. Bệnh nhân kích hoạt mọi nhịp thở, và khi bệnh nhân ngừng nỗ lực, máy thở ngừng kiểm soát áp lực, hoặc áp lực mong muốn trên PEEP. Do đó, bệnh nhân được đặt ở chế độ thông khí này phải có khả năng hít thở tự phát.
Thông khí áp lực dương không xâm lấn (NIPPV, Noninvasive positive pressure ventilation) đề cập đến hai chế độ thông khí không xâm lấn, trong đó đường thở của bệnh nhân không được bảo đảm bằng ống nội khí quản. Thay vào đó, các chế độ thông khí này được cung cấp thông qua một mặt nạ (facemask) hoặc ngạnh mũi (nasal prongs). Có một số chỉ định và chống chỉ định rõ ràng với các chế độ thông khí này, vui lòng xem Thông khí áp lực dương không xâm lấn (NIPPV) trong Chương 4. Cả CPAP và BPAP đều là các phương thức thông khí không xâm lấn.
Áp lực đường thở dương liên tục (CPAP, Continuous positive airway pressure) là một chế độ hỗ trợ thông khí một phần, trong đó bệnh nhân nhận được áp lực đường thở dương liên tục trong suốt chu kỳ hô hấp. Lưu lượng khí hít vào đỉnh, tần số thở và thể tích khí lưu thông là tất cả các biến phụ thuộc và được xác định bởi nỗ lực của bệnh nhân. Do đó, bệnh nhân phải tỉnh táo, an thần nhẹ và có thể hít thở tự phát trong chế độ thông khí này.
Áp lực đường thở dương 2 mức (BPAP hoặc BiPAP, Bilevel positive airway pressure) là một chế độ hỗ trợ thông khí một phần, trong đó bệnh nhân nhận được hai mức áp lực dương đường thở trong suốt chu kỳ hô hấp. Áp lực hít vào cao (iPAP) tương tự như cài đặt áp lực đường thở đỉnh. Áp lực thở ra thấp hơn (ePAP), tương tự như PEEP, rõ ràng về mặt lâm sàng vào cuối thời gian thở ra và giúp duy trì sự phân bố khí phế nang. Bệnh nhân phải tỉnh táo, an thần nhẹ và có thể hít thở tự phát trong chế độ thông khí này.
Các phương thức thông khí không thông thường (unconventional)
Có các chế độ thông khí khác thỉnh thoảng được sử dụng trong các trường hợp cụ thể trong ICU, bao gồm thông khí xả áp lực đường thở (APRV, airway pressure release ventilation), cũng được gọi là bi-level hoặc bi-vent, thông khí dao động tần số cao (HFOV, high frequency oscillatory ventilation), thông khí hỗ trợ tỷ lệ (PAV, proportional assist ventilation), và hỗ trợ điều chỉnh máy thở theo thần kinh (NAVA, neurally adjusted ventilator assist), nhưng các chế độ này không thích hợp trong ED mà không có sự tư vấn của chuyên gia.
