Paediatr Croat 2004; 48 (Supl 1): 40-51 Pregled Review MEHANIČKA VENTILACIJA NOVOROĐENČADI EMILJA JURETIĆ* Napredak koji se u neonatologiji dogodio zadnjih tridesetak godina usko je povezan s dostignućima u mehaničkoj ventilaciji novorođenčadi. Respiratorna je insuficijencija prije bila najčešćim uzrokom neonatalnog mortaliteta, a neadekvatna je mehanička ventilacija također uzrokovala komplikacije u liječenju novorođenčadi i njihov dugoročni morbiditet. Novi su načini ventiliranja dramatično povećali izglede za preživljenje najmanje nedonoščadi i smanjili neke od komplikacija. Tehnološki napredak u detekciji signala i monitoriranju disanja je omogućio nove, još poštednije načine trigerirane i sinkronizirane ventilacije. Kada se konvencionalnom ventilacijom ne uspijeva postići zadovoljavajuća izmjena plinova u plućima, preostaju tehnike alternativne ventilacije. Za uspješnu je umjetnu ventilaciju važno poznavati plućnu fiziologiju i patofiziologiju. Ventilaciju treba dizajnirati prema stupnju razvijenosti i karakteristikama pluća bolesnog novorođenčeta. Kako se patofiziološki proces koji uzrokuje respiratornu insuficijenciju mijenja, potrebno je prilagođavati strategiju ventilacije. Promjene je najbolje pratiti kontinuiranim monitoriranjem plućnih funkcija. Grafički prikazi plućne mehanike, koji omogućuju objektivnu analizu interakcije pacijenta s respiratorom kod svakog udaha, bitno su unaprijedili mehaničku ventilaciju novorođenčadi. Monitoriranje pomaže i u procjeni trenutka kada se odvajanje novorođenčeta od respiratora čini mogućim. Odvajanje ne bi trebalo nepotrebno odlagati, jer mehanička ventilacija i nadalje ostaje vrlo invazivni postupak u liječenju novorođenčadi. Deskriptori: MEHANIČKA VENTILACIJA, NOVOROĐENČE, NOVE STRATEGIJE, PLUĆNI GRAFIČKI PRIKAZI, ODVAJANJE UVOD Poremećaji disanja predstavljaju najčešća i najteža patološka stanja u novorođenačkoj dobi. Preživljenje male nedonoščadi s respiratornom insuficijencijom u velikoj mjeri ovisi o mogućnostima umjetnog ventiliranja. Jednako tako, adekvatna umjetna ventilacija može kod te djece znatno smanjiti morbiditet, kao što je kronična plućna bolest i hemoragijsko i/ili ishemijsko oštećenje mozga, a time i trajni hendikep s ogromnim posljedicama za pojedinca, cijelu obitelj i društvo (1). Veliki napredak koji se dogodio u neonatologiji zadnjih tridesetak godina i rezultirao znatno boljim preživljavanjem * Klinički bolnički centar Klinika za ženske bolesti i porode Adresa za dopisivanje: Prim. dr. sc. Emilja Juretić Klinički bolnički centar Klinika za ženske bolesti i porode Odjel za novorođenčad 10000 Zagreb, Petrova 13 E-mail: ejuretic@vip.hr teško bolesne i vrlo nezrele novorođenčadi, u velikoj se mjeri odnosi na bolje mogućnosti mehaničkog ventiliranja te djece. Nove medicinske spoznaje, nove tehnologije i sve bolji respiratori, zajedno s novim lijekovima, u prvom redu egzogenim surfaktantom, promijenili su terapijske pristupe kod plućnih bolesti novorođenčadi (2). Za sigurnu i uspješnu umjetnu ventilaciju novorođenčadi potrebno je poznavanje osnovnih postulata plućne fiziologije i patofiziologije u novorođenačkoj dobi, kao i osnovnih principa različitih oblika konvencionalne, a uz to i alternativne, umjetne ventilacije. Važno je znati ocijeniti utjecaj ventilacije na plućnu cirkulaciju i rad srca, kao i razumjeti postupke kojima se može utjecati na izmjenu plinova kako bi se kontrolirale vrijednosti po 2 i pco 2 u krvi u željenim granicama. Način ventilacije treba dizajnirati prema razvijenosti i karakteristikama pluća bolesnog novorođenčeta i patofiziološkom procesu koji uvjetuje respiratornu insuficijenciju i koji se mijenja tijekom liječenja (3, 4). Kliničaru je teško u detalje poznavati nove respiratore raznih proizvođača i sve nove oblike umjetne ventilacije, koji mogu imati prednosti, ali i nedostatke kod pojedinih kliničkih stanja. Učenje treba početi od osnovnih oblika ventiliranja i dobro ovladati onim tipovima koji imaju najveću primjenu u patologiji kojom se kliničar bavi. Ne treba zaboraviti da je mehanička ventilacija novorođenčadi vrlo invazivni postupak pa treba imati jasne indikacije i ciljeve takvog liječenja. Povoljna je okolnost to što je kod novorođenčadi umjetna ventilacija samo privremena mjera u održavanju plućne funkcije dok se ne uspostavi adekvatna spontana ventilacija. TIPOVI VENTILACIJE I NJIHOV RAZVOJ Osnovni oblik konvencionalne ventilacije Razvoj modernih neonatalnih respiratora počinje od 1971. godine kada 40
je Kirby sa suradnicima upotrijebio Ayreovu cijev u obliku slova T i konstruirao aparat s kontinuiranim protokom plina (5). To je omogućilo da između strojnih udaha pozitivnim tlakom, koji su se koristili u IPPV tipu ventilacije (od engl. intermittent positive pressure ventilation), pacijent diše samostalno. Svaki novi strojni udah bio je određen vremenom (time-cycled), a nastajao je tako što se na neko zadano vrijeme Ti (inspiratorno vrijeme) zatvarala ekspiratorna valvula i plin je pod tlakom, koji se mogao limitirati, bio usmjeren prema pacijentu. Samo djelomično, ali kontinuirano zatvaranje distalnog kraja T-cijevi stvaralo je kontinuirani pozitivni tlak u dišnim putovima pacijenta (CPAP, od engl. continuous positive airway pressure). Taj tlak sprječava kolaps alveola na kraju ekspirija pa se kao parametar u ventilaciji pozitivnim tlakom naziva PEEP (od engl. positive end-expiratory pressure). Respiratori s kontinuiranim protokom plina omogućili su kombinaciju spontanog i mehaničkog disanja koje se naziva IMV (od engl. intermittent mandatory ventilation) ili CMV (od engl. conventional mechanical ventilation). To je postala standardna metoda ventiliranja novorođenčadi koja se narednih godina usavršavala ugradnjom mikroprocesora u respiratore, digitalnih monitora, boljom kontrolom potencijalno štetnih parametara i većom osjetljivošću aparata. Počele su se istraživati različite strategije mehaničke ventilacije, koje su koristile veće ili manje tlakove, dulje ili kraće inspiratorno vrijeme i različite frekvencije disanja. Za nedonoščad s bolešću hijalinih membrana boljom se pokazala ventilacija visokim frekvencijama koje su mogli osigurati takvi unaprijeđeni konvencionalni respiratori (6-8). Visokofrekventna ventilacija i ECMO Paralelno su se počeli razvijati respiratori za alternativnu visokofrekventnu ventilaciju HFOV (od engl. High Frequency Oscillatory Ventilation) i HFJV (od engl. High Frequency Jet Ventilation ) (9, 10). Oni su se većinom koristili u slučajevima kada je konvencionalna ventilacija zakazala. Međutim, ti su tipovi ventilacije zbog jednostavnosti i nekih povoljnih karakteristika stekli popularnost i počeli se u pojedinim centrima koristiti kao primarni tip ventilacije, mada u tom smislu njihova prednost nije dokazana (11). Uz vrlo visoke frekvencije (od 150 pa do 2400 udaha u minuti) karakterizira ih korištenje vrlo malih respiratornih volumena (<2-3 ml/kg), puno manjih od mrtvog prostora, čime se nastoji izbjeći prenapuhanost alveola i oštećenje pluća. Oksigenaciju određuje FiO 2 i srednji tlak u dišnim putovima, a ventilaciju (pco 2 ) određuje amplituda tj. razlika maksimalnog inspiratornog tlaka i tlaka na kraju ekspirija. Dok kod konvencionalne ventilacije povećanje frekvencije u pravilu znači veću minutnu ventilaciju i stoga smanjenje pco 2, kod visokofrekventne ventilacije će se povećanjem frekvencije bitno smanjiti respiratorni volumen i doći će do retencije CO 2. Kako se zapravo odvija transport plinova kod vrlo visokih frekvencija ostalo je još nerazjašnjeno unatoč brojnim teorijama (12-15). Kod oscilatornog tipa visokofrekventne ventilacije izdisanje zraka je aktivno, što znači da se negativnim tlakom u ekspiriju "izvlači" zrak iz pluća. Stvorene vibracije pomažu u odstranjivanju sekreta, ali su i vrlo neugodne za pacijenta pa treba koristiti sedative i analgetike. Uz to, negativni tlak u ekspiriju uz veću amplitudu može dovesti do kolapsa malih dišnih putova i zadržavanja zraka distalno, pogotovo ako ima nekog sadržaja u tim putovima. Srčano opterećenje je u ovom tipu ventilacije povećano, a monitoriranje je ograničeno na rtg i plinove u krvi. Jet-ventilacija je efikasniji, ali i kompliciraniji tip visokofrekventne ventilacije. Posebno je pogodan u slučajevima fistula traheobronhalnog stabla (15). Uz konvencionalni respirator postoji dodatni dio koji osigurava jetventilaciju kroz posebni tubus koji ima lumen iz tri dijela. Kod ovog se tipa ventilacije ekspirij odvija pasivno, zbog elastičnih sila pluća (12). U slučajevima respiratorne insuficijencije kada ni jedan tip ventilacije nije pomagao, na raspolaganju je bila i ostaje ECMOmetoda (od engl. ExtraCorporeal Membrane Oxygenation) koja se od 1975. godine počela primjenjivati u razvijenim neonatološkim centrima (16-18). Kandidati za ECMO su veća novorođenčad (>34 tjedna gestacije i teža od 2 kilograma), koja imaju reverzibilnu kardiopulmonalnu bolest, u prva 2 tjedna života (ako su kraće od 10 dana bili na mehaničkoj ventilaciji koja je mogla izazvati oštećenje pluća). Ventilacija tekućinom i ventilacija uz dodatak dušičnog oksida Alternativni oblici ventilacije uključuju također ventilaciju tekućinom i ventilaciju uz prisustvo dušičnog oksida u inhalacijskom zraku (18, 19). Prvi oblik je još u fazi kliničkih studija, makar je koncept vrlo atraktivan za neonatologe. Prve su studije na životinjama napravljene pred skoro 40 godina. Izmjena plinova u plućima je moguća preko perfluorokarbonske tekućine koja nije toksična, ne apsorbira se, a prikazuje se rendgenom. Ona je gusta i viskozna pa je respirator uvijek potreban. Konvencionalnim respiratorom je moguće provoditi parcijalnu ventilaciju tekućinom, dok je za totalnu potreban specijalni aparat (19). Nakon što je krajem osamdesetih godina prošlog stoljeća ustanovljeno da je faktor koji izaziva relaksaciju endotela zapravo dušični oksid, počeo se istraživati učinak tog plina u inhalacijskom zraku u tretiranju prvenstveno vazokonstrikcije plućnih žila. Povoljno je što takva primjena ne izaziva sistemski vazodilatacijski učinak, jer se plin nakon ulaska u cirkulaciju vezuje za hemoglobin i inaktivira stvarajući konačno methemoglobin. Krajem trudnoće u endotelnim stanicama plućnih žila fetusa dolazi do pojačanog endogenog stvaranja dušičnog oksida iz L-arginina. On zatim difundira u mišićne stanice i priprema ih za vazodilataciju koja će po rođenju omogućiti da se prekine fetalni tip cirkulacije. Kod perzistentne plućne hipertenzije novorođenčadi sa znatnom hipoksemijom indicirana je terapijska primjena dušičnog oksida u inhalacijskom zraku. NO se može 41
koristiti i u nekim drugim stanjima respiratorne insuficijencije kod zrele novorođenčadi kada je hipoksemija primarni problem, ali se nije pokazao učinkovitim kod kongenitalne dijafragmalne hernije. Važno je istovremeno osigurati adekvatni volumen pluća i ventilaciju pa se NO koristi uz konvencionalni respirator ili oscilator. Postignuti učinak je različit. Primijenjen kod novorođenčadi koja su kandidati za ECMO, može se očekivati vrlo dobar odgovor u trećini slučajeva, djelomični odgovor u drugoj trećini, a jedna trećina neće povoljno reagirati (19). Primjena kod nedonoščadi smatra se eksperimentalnom i istražuju se povoljni, kao i toksični efekti malih koncentracija dušičnog oksida (5-20 ppm). Naime, u kontaktu s kisikom NO stvara jaki oksidans peroksinitrit koji uz nisku razinu antioksidansa, što je slučaj u nedonoščadi, izaziva u plućima upalu, edem i smanjuje proizvodnju surfaktanta. Uz oštećenje pluća postoji i povećani rizik intraventrikularnog krvarenja. Još nije utvrđeno kako najbolje prekinuti terapiju dušičnim oksidom a da ponovno ne dođe do plućne hipertenzije, budući da se endogeno stvaranje dušičnog oksida suprimira egzogenim unosom. Novi oblici konvencionalne ventilacije Alternativni oblici ventilacije nisu potisnuli konvencionalnu ventilaciju i ona se dalje najšire primjenjivala i razvijala u raznim pravcima. Nove su strategije imale za cilj maksimalno prilagoditi mehaničko disanje pacijentu, smanjiti potrebu za sedacijom ili paralizom muskulature, najmanje agresivnim ventiliranjem smanjiti oštećivanje pluća i opterećenje srca i osigurati što skorije uspješno odvajanje od respiratora (20, 21). Jedna od prednosti IMV-a je u tome što se smanjivanjem broja i trajanja mehaničkih udaha funkcija disanja prebacuje postepeno na pacijenta. Međutim, svaki mehanički udah u ovome tipu ventilacije događa se prema postavljenom inspiratornom i ekspiratornom vremenu i može upasti u bilo koju fazu spontanog disanja (Slika 1.). Ako za vrijeme mehaničkog udaha Slika 1. Krivulja volumena kod ventilacije tipa IMV (gore) i tipa SIMV (dolje) na kojoj se vidi interakcija pacijenta i respiratora. Sinhronizirani mehanički udasi ostvaruju znatno veći volumen, a slabi spontani udasi upućuju da bi odvajanje od respiratora bilo neuspješno. Figure 1 Volume waveforms in IMV ventilation (top graph) and SIMV ventilation (bottom graph) reflect patient versus ventilator interaction. Synchronized ventilation delivers much higher tidal volumes and weak spontaneous inspirations indicate that the weaning would be unsuccessful. novorođenče pokušava aktivno izdahnuti, potrebno je na respiratoru postaviti više tlakove, a to onda znači i veću mogućnost barotraume i kroničnog oštećenja pluća, a trenutačno može doći do pneumotoraksa. Ako se aktivno disanje novorođenčeta poklapa i nadopunjuje (sinkronizira) s radom respiratora, tada se postiže dobra izmjena plinova uz manje vrijednosti tlaka na respiratoru, pa su komplikacije, u koje osim oštećenja pluća spadaju i fluktuacije krvnog tlaka i cerebralnog protoka s većom mogućnošću intraventrikularnog krvarenja, u tom slučaju rjeđe (22). Razvoj tehnologije omogućio je početkom devedesetih godina prošlog stoljeća konstrukciju treće generacije konvencionalnih neonatalnih respiratora koji imaju mogućnost trigerirane ventilacije. To znači da mehanički udah uslijedi kao odgovor na signal od strane pacijenta u trenutku kada pacijent spontano započinje udah pa se tako mehanički i spontani udasi sinkroniziraju. Problem je bio naći pouzdani signal, uz što manje artefakata, i skratiti vrijeme (<100 ms) do mehaničkog odgovora respiratora, kako ne bi zakašnjeli mehanički udah uslijedio kada pacijent već aktivno izdiše zrak. Kao signal se uz dosta teškoća pokušalo u nekim aparatima koristiti gibanje stjenke abdomena pri udahu (Infant Star, Infrasonics, Inc.), a u drugima promjenu impedancije grudnog koša preko EKG-elektroda (Sechrist SAVI). Tek je svemirska tehnologija omogućila konstrukciju vrlo osjetljivih minijaturnih senzora promjene tlaka ili, još povoljnije, protoka koji se postavljaju na spoju cijevi respiratora s tubusom. Oni mogu registrirati početak udaha i sasvim malog nedonoščeta, uz mogućnost podešavanja praga podražaja koji trigerira mehanički udah. Senzori protoka, a to su anemometri koji rade na principu konverzije promjene temperature u protok (Draeger Babylog 8000 i Bear CUB) ili pak pneumotahografi koji iz razlike tlaka određuju protok (V. I. P. Bird) istovremeno mjere respiratorni volumen. Ovi zadnji respiratori novog tipa Gold mogu registrirati i spontani početak ekspirija koji se događa kad inspiratorni 42
protok prestaje. Taj se tip trigerirane ventilacije kod kojeg je disanje sinkronizirano u obje faze pa mehanički udah traje jednako dugo koliko i spontani udah naziva FSV (od engl. flow-synchronized ventilation). Kod ovih je senzora također moguće pogrešno trigeriranje i pojava da se sustav sam aktivira ili autociklira (kada se primjerice gubitak zraka oko tubusa ili voda u cijevima ili srčani impulsi registriraju kao signali za mehaničke udahe). Nakon ovakvih tehnoloških rješenja mogli su se razviti različiti oblici trigerirane ventilacije (PTV, od engl. patient-triggered ventilation) Oni mogu, ako se pravilno koriste, bitno smanjiti akutni i kronični morbiditet pluća i povećati izglede za preživljenje vrlo nezrele i teško bolesne novorođenčadi (20, 21, 23-25). SIMV (od engl. synchronized intermittent mandatory ventilation) je jedan od osnovnih oblika trigerirane ventilacije. Na respiratoru je zadan broj i veličina i trajanje udaha, koji se isporučuju sinkronizirano s pacijentovim udasima u trenutku isteka zadanog ekspiratornog vremena. Unutar tog ekspiratornog vremena pacijent diše kako može - bez pomoći aparata. Ako prestane samostalno disati, respirator nastavlja mehaničke udahe u zadanoj frekvenciji (Slika 1.). Ventilacija tipa A/C (assist/control) se ponegdje naziva PTV (u užem smislu). Ona mehanički podržava svaki registrirani udah pacijenta u zadanom opsegu tlaka i vremena. To omogućava da se maksimalni inspiratorni tlak obično može smanjiti, jer su svi udasi produbljeni i ventilacija je zadovoljavajuća uz manje respiratorne volumene. U slučaju pauze ili apnoe održava se frekvencija koja je zadana na respiratoru pri modu IMV (ili CMV). Pacijent određuje frekvenciju disanja sve dok je spontano disanje brže od zadane frekvencije disanja. Uz zadani tlak i inspiratorno vrijeme na respiratoru moguće je isporučiti različite respiratorne volumene, ovisno o rastezljivosti pluća. Kada se rastezljivost (primjerice nakon davanja surfaktanta) poveća, može doći do prenapuhivanja pluća i pneumotoraksa ako se tlak istovremeno ne smanjuje. U tim je slučajevima korisno kontrolirati sam respiratorni volumen. Prijašnji su respiratori koji su radili uz zadani volumen, a bili su u upotrebi osamdesetih godina prošlog stoljeća, imali jako puno nedostataka u primjeni kod djece i novorođenčadi. Bile su loše cijevi i u njima se gubio dio volumena pa su se uz "čvrsta" pluća više ventilirale cijevi nego pacijent. Nisu se mogli koristiti i kontrolirati mali volumeni plina, a nisu se niti znale vrijednosti respiratornog volumena za najmanju nedonoščad pa je trauma volumenom bila česta. Uz novu tehnologiju kontrolirani volumeni baš omogućuju da ne dođe do oštećenja pluća zbog prenapuhivanja ili atelektaze. Udah završava kada se postigne željeni volumen uz za to potrebni tlak, a zatim slijedi izdah s padom volumena i tlaka, bez mogućnosti da se zadrže maksimalne vrijednosti tlaka i volumena dulje vrijeme kao "plato" (26). Kod nekih je respiratora, koji se još testiraju u kliničkoj praksi, moguće kombinirati isporuku zagarantiranog volumena zajedno s potporom tlaka. Kod VAPS-ventilacije (engl. volume assured pressure suport) postoji također samo podrška tlaka kao kod PSV (od engl. pressure suport ventilation) ako je željeni respiratorni volumen ostvaren spontanim disanjem, ali ako je respiratorni volumen premali, zbog promjenjive rastezljivosti pluća ili plićeg disanja, produljuje se inspiratorno vrijeme dok se ne postigne željeni volumen. Kod tipa MMV (engl. mandatory minute ventilation) monitorira se prvenstveno minutna ventilacija i ako je ona uz spontano disanje i PSV premala u odnosu na postavljenu vrijednost, ubacuju se IMVudasi. Također noviji oblik ventilacije koji Slika 2. Grafički prikazi volumena (u ml), tlaka (PiP i PEEP u cm H 2 O) i protoka (u L/min). U trenutku postizanja maksimalnog volumena i tlaka završava pozitivni ili inspiratorni protok. Figure 2 Graphic waveforms of volume (in ml), pressure (PiP and PEEP in cm H 2 O) and flow (in L/min). Positive or inspiratory flow ends in the moment of maximal volume and pressure. 43
liječnici koji se bave umjetnom ventilacijom upoznaju s njima i nauče grafičke prikaze pravilno interpretirati kako bi ih primijenili na korist svojih pacijenata. Tri osnovna parametra određuju ventilaciju. To su: tlak, protok i respiratorni (engl. tidal) volumen. Oni se mogu prikazati kao nizanje valova po osi x koja predstavlja vrijeme, dok os y određuje veličinu promatranog parametra: tlaka u cm H 2 O, protoka u L/min ili L/sec ili pak ml/sec, a volumena u mililitrima (Slika 2.). Drugi je uobičajeni način prikazivanje odnosa dvaju parametara (tlaka prema volumenu ili volumena prema protoku), što grafički daje oblik petlje (Slika 3.). Uz grafičke prikaze mogu se naći i digitalni izračuni osnovnih pokazatelja plućnih funkcija kao što su rastezljivost (engl. compliance) i otpor (engl. resistance), respiratorni volumen i minutna ventilacija, kao i vremenska konstanta. Slika 3 Grafički prikaz odnosa volumena i tlaka (gore) i odnosa protoka i volumena (dolje). Poboljšana je rastezljivost pluća nakon primjene surfaktanta (gore desno), a povećan je volumen i protok uz smanjeni otpor u dišnim putevima nakon primjene bronhodilatatora (dolje desno). Figure 3 Pressure/volume loops (top graphs) and flow/volume loops (bottom graphs). Improved compliance followed surfactant administration (top right loop) and increased volume and flow might be seen after bronchodilatator therapy (bottom right loop). je u kliničkoj fazi provjere je proporcionalna pomoćna ventilacija PAV (engl. proportional assist ventilation) u kojoj se usklađuje početak, trajanje i veličina inspiratorne i ekspiratorne podrške s potrebom pacijenta, na osnovi volumena i protoka kod spontanih udaha koji se kontinuirano mjere (27). MONITORIRANJE PLUĆNE MEHANIKE U NOVOROĐENČADI NA UMJETNOJ VENTILACIJI Ventilaciju novorođenčadi je bitno unaprijedilo monitoriranje u realnom vremenu. Uz to što omogućavaju sinhronizaciju disanja, osjetljivi senzori kontinuirano mjere respiratorne parametre, a te vrijednosti respirator uz pomoć mikroprocesora prerađuje u grafičke i brojčane prikaze plućnih funkcija. Ono što je prije dvadesetak godina bilo moguće testirati samo povremeno u nekim centrima, uz korištenje posebne i neprikladne aparature, i na osnovi čega se zaključivalo o patofiziologiji plućnih oboljenja i davale preporuke o najprikladnijem tipu ventilacije, sada se prikazuje skoro "usputno". Oni koji ne razumiju važnost tih podataka skloni su ih previdjeti. Kontinuirano grafičko monitoriranje plućne mehanike daje objektivnu ocjenu interakcije pacijenta s respiratorom kod svakog udaha. Na osnovi toga se može procijeniti da li je potrebno mijenjati pojedine parametre ventilacije, a zatim odmah i vidjeti učinak napravljenih promjena, kao i učinak primijenjenih lijekova (28-31). Većina suvremenih neonatalnih respiratora ima takve mogućnosti monitoriranja. Stoga je važno da se Tlak i plućna rastezljivost Disanje je moguće samo ako postoji razlika tlaka. Da bi kod udaha zrak ulazio u pluća, alveolarni tlak mora biti manji od tlaka u nivou usta. Obrnuto, da bi došlo do izdaha tlak u alveolama mora biti veći od tlaka u ustima. Kod udaha ta razlika tlaka mora prevladati elastične sile pluća i grudnog koša, sile otpora strujanju zraka u dišnim putovima i sile inercije, što sve karakterizira respiratorni sustav. Pri spontanom disanju gradijent tlaka ostvaruju respiratorni mišići i taj gradijent koji mora postojati između usta i intrapleuralnog tlaka naziva se transpulmonalni tlak. Kod umjetne ventilacije respirator proizvodi gradijent tlaka koji se izračunava kao razlika između maksimalnog inflacijskog ili inspiratornog tlaka (PiP) i pozitivnog tlaka na kraju ekspirija (PEEP). P = PiP - PEEP Omjer respiratornog volumena i gradijenta tlaka daje indirektno približnu vrijednost ukupne respiratorne rastezljivosti (compliance) koja predstavlja elastičnost ili stupanj čvrstoće pluća. Kada nema 44
Slika 4. Određivanje optimalnog inspiratornog vremena na krivulji protoka. Ako je Tinsp dulje od inflacijskog vremena postiže se "plato" i povećava MAP. Skraćivanjem T insp do duljine inflacijskog vremena zadržava se isti respiratorni volumen uz manji MAP. Figure 4 Flow waveform helps determine an appropriate inspiratory time. With Tinsp longer than inflation time a plateau is achieved and MAP is increased. The same tidal volume may be delivered with a shorter inspiratory time and lower MAP. prenapuhanosti pluća ili, s druge strane, atelektatičnih područja, rastezljivost označava promjenu volumena (u mililitrima) za svaku promjenu tlaka od 1 cm H 2 O. V / P = efektivna rastezljivost ili respiratorni volumen / efektivna rastezljivost = gradijent tlaka. Uz podatak o rastezljivosti pluća može se predvidjeti kolika će biti promjena respiratornog volumena za svaki cm H 2 O promjene tlaka. Ako je ta promjena volumena manja od očekivane prema vrijednosti rastezljivosti, to onda može značiti da su pluća premalo napuhana. Tada treba pokušati povisiti PEEP, a grafički se to prikazuje na inspiratornom kraku krivulje rastezljivosti kao dulji zaravnjeni početni dio koji treba skratiti. Međutim, manji se respiratorni volumen postiže i kada su pluća prenapuhana. U tom slučaju treba smanjiti PiP, što grafički smanjuje prisutno zaravnjenje s druge strane linearnog kosog dijela krivulje tlak/volumen. Odnos promjene tlaka i volumena se ne poklapa sasvim u inspiriju i ekspiriju, nego te dvije krivulje čine histerezu. Spoj najniže i najviše točke histereze predstavlja os krivulje rastezljivosti (Slika 3.). Za brzu procjenu rastezljivosti pluća može poslužiti kut koji čini os histereze s apscisom na kojoj se prikazuje tlak. Ako je taj kut oštriji (ispod 45 ) krivulja je položenija i ukazuje na slabu rastezljivost (Slika 3.). Rastezljivost je u tom slučaju manja od 1 ml/1 cm H 2 O a jednostavno rečeno, radi se o "čvršćim" plućima. To je slučaj kod RDS-a, pneumonije, hemoragije i drugih promjena koje smanjuju mogućnost ekspanzije pluća. Povoljno je ako je taj kut oko 60 ili više (kao kod zdravog donošenog djeteta) i ako krivulja nije preširoka i kockasta, što znači da nije povećan ni inspiratorni ni ekspiratorni otpor. Ako se krivulje uzastopnih udaha još i poklapaju, to onda znači da je postignuta sinkronizacija disanja pacijenta s respiratorom i da su svi udasi slični. Za procjenu prenapuhanosti pluća služi omjer C20/C, u kojem C20 predstavlja rastezljivost zadnjih 20% krivulje. Ako je u tom dijelu krivulja zaravnjenija odražavajući manju rastezljivost, omjer C20/C će biti ispod vrijednosti 1. To ukazuje na prenapuhanost pluća, koja se može smatrati vrlo značajnom ako je taj omjer ispod 0,5. Ako se donji ekspiratorni dio krivulje ne prikazuje pa histereza nije zatvorena, znači da dolazi do gubitka dijela volumena (engl. leak). Ako je taj gubitak veći od 20%, onda je i klinički značajan i utječe na ventilaciju. Tada treba provjeriti položaj tubusa, pokušati promijeniti položaj glave djeteta ili cijevi, ili je potrebno primijeniti deblji tubus. Neki respiratori sami kompenziraju gubitak volumena do određene mjere, što se može primijetiti na krivulji tlaka i krivulji volumena. Gradijent tlaka P treba razlikovati od srednjeg tlaka u dišnim putovima (engl. mean airway pressure - MAP). Njega uz PiP određuje još inspiratorno vrijeme Tinsp, veličina tlaka na kraju ekspirija - PEEP, protok i frekvencija disanja. Srednji tlak je u direktnom proporcionalnom odnosu s oksigenacijom, dok veličina gradijenta tlaka odražava respiratornu elastičnost. Ako je oksigenacija nezadovoljavajuća može se povisiti FiO 2 (koncentraciju O 2 u udahnutom zraku) i/ili povećati MAP. MAP je moguće povećati na 5 raznih načina: povišenjem PiP-a, produljenjem inspiratornog vremena Tinsp, povišenjem PEEP-a, skraćenjem ekspiratornog vremena Texp i povećanjem protoka. Izabrati treba najpovoljnije parametre s najmanjim rizikom oštećivanja pluća. PEEP-om se osigurava zadovoljavajući funkcionalni rezidualni volumen bez kolabiranih alveola, što povećava respiratornu površinu i perfuziju pa poboljšava izmjenu plinova. Pri tome ne smije doći do prenapuhanosti i stoga hipoventilacije što rezultira povećanjem pco 2. Protok Protok predstavlja isporuku volumena plina u jedinici vremena i mjeri se najčešće u L/min ili L/sec ili ml/sec. Grafički se inspiratorni protok prikazuje iznad apscise tj. pozitivnim vrijednostima, a ekspiratorni protok ispod apscise tj. negativnim vrijednostima (Slika 2. i Slika 4.). 45
Trajanje i oblik inpiratornog i ekspiratornog vala protoka određuje više faktora, a najznačajniji su: tip ventilacije, duljina inspiratornog i ekspiratornog vremena, odnos Tinsp / Texp, otpor protoku za vrijeme inspirija i posebice ekspirija kada je otpor veći, učinak lijekova (primjerice bronhodilatatora). Ako je ciklički rad respiratora određen vremenom, što je skoro uvijek slučaj kod konvencionalnih respiratora (osim kod ventilacije uz podršku tlakom ili engl. pressure suport, flow-cycled ventilation) posebno je važno da je unaprijed određeno inspiratorno i ekspiratorno vrijeme dovoljno dugo u odnosu na vrijeme koje je potrebno da se pluća napune zrakom ili da zrak iziđe iz pluća. Ostale karakteristike konvencionalnih neonatalnih respiratora su već spomenuti ograničeni tlak i kontinuirani protok (engl. time-cycled, pressure limited, continuous flow). Protok plina u plućima za vrijeme udaha ima brzu akceleracijsku fazu i sporiju deceleracijsku fazu preko koje se vraća na 0-tu vrijednost tj. apscisu. Tada više nema protoka, a pluća su maksimalno napuhana. Vrijeme potrebno da se postigne maksimalna napuhnutost pluća predstavlja inflacijsko vrijeme. Na paralelnim krivuljama volumena i tlaka se može vidjeti da je u tom momentu postignut maksimalni tlak i maksimalni volumen. Unaprijed određeno inspiratorno vrijeme može biti dulje od potrebnog inflacijskog vremena pluća pa tada pluća ostaju pod maksimalnim tlakom i s najvećim volumenom zraka do isteka inspiratornog vremena. Na krivuljama tlaka i volumena se vidi "plato" maksimalne vrijednosti, dok se krivulja protoka nastavlja na nultoj vrijednosti do kraja inspiratornog vremena kada se na respiratoru otvara valvula i započinje izdah (Slika 4.). Ekspiratorna faza protoka ima također brzi akceleracijski dio i spori deceleracijski dio kojim se s negativne strane približava apscisi, a dosiže je u trenutku kad je zrak izišao iz pluća i protok je ponovo na vrijednosti 0. Na toj vrijednosti ostaje do kraja isteka unaprijed određenog ekspiratornog vremena, a zatim počinje novi udah i novi ciklus (Slika 2. i Slika 4.). 46 Ako je Tinsp dulje od inflacijskog vremena pluća, dakle, ostaju dulje napuhana, što u kliničkim stanjima sa smanjenom oksigenacijom (primjerice u početnim stadijima RDS-a) može biti povoljno, jer tako povećavamo srednji tlak u dišnim putovima (MAP). Ako to postane nepovoljno zbog hiperkapnije, tada postoji mogućnost da se smanji vrijeme udaha do trajanja inflacijskog vremena (Slika 4.). Time se povećava frekvencija disanja i minutna ventilacija, čime reguliramo pco 2 u krvi. Ako je Tinsp prekratko, pluća se ne stignu sasvim napuhati i dio protoka se gubi i ne doseže se potrebni volumen i tlak u plućima. Ako je pak određeno vrijeme Teksp predugo, tada respirator ne počinje dugo novi udah, ali pacijent može kroz to vrijeme samostalno disati. Ako je izabrana ventilacija tipa SIMV, tada će se udah reguliran preko respiratora sinkronizirati s pacijentovim udahom u vrijeme isteka Texp, a ako se provodi IMV respirator će započeti sljedeći udah točno nakon isteka Teksp bez obzira u kojoj je fazi pacijentovo disanje (Slika 1.). U slučaju da je Teksp prekratko tj. kraće od vremena potrebnog da zrak iziđe iz pluća, novi će udah započeti dok još u plućima ima zraka kojeg treba izdahnuti. To samo po sebi dovodi do pozitivnog tlaka na kraju ekspirija ili PEEP-a. On može imati povoljan učinak (povećava MAP i oksigenaciju), ali i nepovoljan učinak (smanjuje gradijent tlaka i ventilaciju povećavajući pco2) pa je stoga važno znati u kojoj je mjeri prisutan. Engleski termini su: gas trapping, inadvertent PEEP, a također i occult, intrinsic ili auto-peep. Ako je negativni akceleracijski dio smanjen, a deceleracijski dio ekspiratorne krivulje jako produljen i teško dolazi do apscise, to onda znači da postoji otpor strujanju zraka u ekspiriju. Ako je otpor strujanju zraka u inspiratornoj fazi tada je pozitivni akceleracijski dio usporen. U tom slučaju koristi povećanje protoka. Uz povećani protok se brže postiže maksimalni volumen i maksimalni tlak i produljuje plato, uz uvjet da se istovremeno ne skrati inspiratorno vrijeme. Time se također povećava vrijednost MAP-a i poboljšava oksigenacija. Kod nekih respiratora je vrijednost protoka fiksna (obično 5 L/min) i na nju se ne može utjecati. Neprimjereno visok protok može dovesti do prenapuhivanja pluća ili previsokog PEEP-a, što opet zbog smanjenog gradijenta tlaka i respiratornog volumena rezultira hipoventilacijom i hiperkapnijom. Volumen Osnovni princip neonatalne ventilacije je osigurati zadovoljavajuću izmjenu plinova uz minimalnu respiratornu potporu, kako bi se smanjilo oštećivanje pluća. To znači primijeniti minimalni tlak i odgovarajući volumen: ne preveliki, ali niti ne premali. Visinu inspiratornog tlaka je bolje određivati prema željenom respiratornom volumenu (obično 5-6 ml/kg), nego auskultacijom disanja. Izmjereni volumeni veći od 8,5 ml/kg upućuju na prenapuhanost pluća. Mala nedonoščad pri brzom spontanom disanju mogu imati respiratorni volumen od svega 3 ml/kg. Minutni volumen predstavlja zbroj svih respiratornih volumena kroz 1 minutu (izračunava se kao produkt respiratornog volumena i frekvencije disanja) i normalno iznosi 240-400 ml/kg/min. Ako se od minutne ventilacije oduzme ventilacija mrtvog prostora dobije se alveolarna ventilacija o kojoj direktno ovisi pco 2. Na grafičkom se prikazu volumena lako uoči razlika između spontanih i mehaničkih udaha, koji su pravilniji i viši (Slika 1.). Istovremeno se obično može očitati brojčana vrijednost respiratornih volumena. Kada se volumen spontanih udaha poveća na vrijednosti 3,5-5 ml/kg može se razmatrati prekidanje umjetne ventilacije, uz uvjet da su pri tome normalne vrijednosti plinova u krvi. Otpor i rad disanja Zbog neelastičnih svojstava respiratornog sustava kod disanja postoji otpor kojeg čini: otpor strujanju u dišnim putovima, otpor u plućnom tkivu i inercija. Na inspiratorno i ekspiratorno strujanje zraka u većim dišnim putovima otpada najveći dio (80%) tog otpora, dok
otpor u tkivu čini 19% i sile inercije 1% ukupnog otpora. O otporu ovisi gradijent tlaka kojeg treba upotrijebiti da bi došlo do protoka volumena u nekom vremenu. Otpor koji postoji pri protoku zraka kroz dišne putove moguće je analizirati služeći se grafičkim prikazom odnosa protoka i volumena (Slika 3.). Uz veći otpor u dišnim putovima protok će biti manji za neki volumen i petlja koja grafički ocrtava taj odnos protoka i volumena neće biti okrugla, nego duguljasta, jer će protoci u inspiriju i ekspiriju biti manji, a oni su označeni na ordinati. Visoki otpor uzrokuju: problemi s tubusom (presavijanje, opstrukcija sekretom), sindrom aspiracije mekonija, bronhopulmonalna displazija. Ako postoji inspiratorni otpor, protok će biti manji u inspiratornom dijelu petlje (koji može biti prikazan ispod ili iznad apscise pa je potrebno orijentirati se preko pozitivnih vrijednosti protoka koje određuju inspirij). Otpor strujanju u ekspiriju odražava se u ekspiratornom kraku petlje. Endotrahealni tubus povećava i inspiratorni i ekspiratorni otpor. Petlja koja nije zatvorena jednako kao i histereza upućuje na gubitak volumena (leak). Ako je petlja nazubljena i pokazuje povećani otpor, radi se najvjerojatnije o nakupljanju sekreta (pa je potrebna aspiracija dišnih putova) ili o kondenzaciji pare u cijevima respiratora. Iz ove se krivulje može očitati još mnogo drugih, klinički korisnih pokazatelja. Rad koji je potreban za disanje troši najviše kalorija i kisika. On se sastoji u svladavanju elastičnih sila pluća (oko 70%) i otpora protoku, kao i nadoknadi gubitka topline do kojeg dolazi za vrijeme ekspirija. Određuje ga veličina gradijenta tlaka u respiratornom ciklusu, kao i frekvencija disanja, ali i druge varijable. Standardizacija tog izračuna kod novorođenčadi nije postignuta i na njoj se radi, jer je ta plućna funkcija važna u predviđanju uspješnog odvajanja od respiratora (4). Vremenska konstanta Može se definirati kao umnožak rastezljivosti pluća i otpora u dišnim putovima: Tc = C R Ona mjeri brzinu kojom tlak ili volumen iz proksimalnih dijelova dišnih putova dolazi u alveole. Trostruka vremenska konstanta predstavlja vrijeme koje je potrebno da plućni krug pređe >95% zadanog volumena ili tlaka. Zdrava novorođenačka pluća imaju inspiratornu vremensku konstantu oko 0,3 sec, što znači da je protok zraka u cijelom udahu gotov za manje od 1 sec. Ako je rastezljivost pluća smanjena, kao u bolesti hijalinih membrana, tada se skraćuje i vremenska konstanta pa frekvencija disanja može biti veća. Obrnuto, ako se povećava otpor u dišnim putovima (kod spazma), povećava se vremenska konstanta i produljuje vrijeme udaha pa je frekvencija disanja manja. Vremenska konstanta u inspiriju je kraća od one u ekspiriju, jer je otpor veći za vrijeme ekspirija zbog sužavanja dišnih putova. Ako je ekspiratorno vrijeme određeno na respiratoru prekratko (obično stoga jer se produljenjem inspirija nastoji povećati MAP, a povećanjem frekvencije minutnu ventilaciju), dolazi do zadržavanja zraka u plućima (engl. gas trapping) i hiperinflacije plućnih segmenata s posljedičnom barotraumom, ali i trenutnim pogoršanjem vrijednosti plinova u krvi. Zaključno se mora naglasiti da monitoriranje ima ograničenja. Iako praćenje plućnih funkcija bitno doprinosi optimalnom ventiliranju novorođenčadi, ne treba zaboraviti da su greške moguće, bilo zbog loše kalibracije, raznih artefakata zbog položaja pacijenta, kondenzacije u cijevima i drugog. Stoga, prije nego odlučimo mijenjati parametre ventilacije na osnovi pokazatelja plućnih funkcija, trebamo podatke kritički razmotriti, uzevši u obzir kliničke nalaze i nalaze analiza plinova u krvi. Plućno monitoriranje samo je vrlo korisna nadopuna drugim metodama, a nikako ih ne može u potpunosti zamijeniti. ODVAJANJE OD RESPIRATORA Dok oko indikacija za početak mehaničke ventilacije u novorođenčadi uglavnom postoje usuglašeni kriteriji, odluka o trenutku prekidanja umjetne ventilacije ovisi najviše o subjektivnoj procjeni neonatologa ili stavu prihvaćenom u nekoj instituciji. Pokazuje se da ta subjektivna procjena prognostički ne zadovoljava, jer loše korelira s uspjehom ekstubacije, jednako kao i vrijednosti acido-baznog statusa. Potrebni su pouzdaniji kriteriji kako bi se smanjio broj neuspjelih pokušaja "skidanja" s respiratora ili, s druge strane, kako se ne bi nepotrebno produljila umjetna ventilacija koja uvijek nosi rizik oštećivanja pluća. Jer, skoro apsolutno vrijedi pravilo da bez mehaničke ventilacije nema ni kronične plućne bolesti, a kronična plućna bolest ili bronhopulmonalna displazija znači dugotrajnu ovisnost o kisiku, o respiratoru, zahtjeva dugotrajni boravak djeteta u bolnici i stvara velike troškove. Nedostatak kriterija za prekidanje mehaničke ventilacije proizlazi iz različitih pristupa odvikavanju novorođenčeta od respiratora, korištenja raznih tipova ventilacije, nepoznavanja svih patofizioloških procesa koji imaju ulogu u uspješnom odvajanju. Odvikavanje od mehaničke ventilacije predstavlja dinamični proces u kojem bitnu ulogu ima dosegnuti stupanj razvoja pluća, evolucija osnovne plućne bolesti, njene komplikacije, promjene u kardiovaskularnom sustavu, stanje respiratornih mišića i kontrola respiracije (32, 33). Fiziološki preduvjeti uspješnog odvajanja od respiratora Da bi odvajanje od respiratora bilo uspješno moraju biti zadovoljeni preduvjeti koji se konačno svode na to da respiratorni kapacitet bude veći od respiratornog opterećenja. Stanja koja povećavaju respiratorno opterećenje i povećavaju rad disanja dovodeći u pitanje odvajanje od respiratora, mogu se podijeliti u 3 grupe, ovisno o tome da li smanjuju elastičnost pluća, povećavaju otpor ili minutnu ventilaciju. Razlozi smanjene elastičnosti pluća su: neizliječena osnovna plućna 47
bolest, sekundarna pneumonija, lijevo-desni šant (otvoreni duktus Botalli) s povećanom cirkulacijom krvi kroz pluća, znatnija distenzija abdomena, prenapuhana pluća. Otpor strujanju zraka bit će povećan ako u dišnim putovima postoji obilni ili gusti sekret, ako je tubus uski ili djelomično začepljen, ako postoji opstrukcija u gornjem dijelu dišnih putova. Minutna ventilacija bitno povećava rad disanja, a ona će biti povećana zbog boli i iritabilnosti djeteta, zbog hipertermije i metaboličke acidoze. Respiratorni kapacitet će biti nedovoljan i ugrozit će odvajanje od respiratora ako je: poticaj na disanje preslab (zbog sedacije, CNS-infekcije, periventrikularnog krvarenja ili leukomalacije, hipokapnije i alkaloze), ako postoji mišićna disfunkcija (katabolizam i slabost mišića zbog malnutricije, znatniji elektrolitski disbalans, kronična plućna hiperinflacija) i ako postoje neuromišićne smetnje (slabost dijafragme, neuromišićna blokada, miotona distrofija, oštećenje cervikalne kralježnice). Ako pokušaji odvajanja od respiratora uzastopno ne uspijevaju, najčešće se radi o tome da osnovna bolest nije izliječena ili da su nastupile komplikacije. Tada je potrebno razmotriti stanja koja povećavaju rad disanja, a u tome može dosta pomoći monitoriranje plućnih funkcija i mehanike. Strategija odvajanja od respiratora Kada je novorođenče na mehaničkoj ventilaciji stabilizirano i vrijednosti plinova u krvi dopuštaju da se opseg mehaničke ventilacije smanji, osnovni princip treba biti da se najprije smanjuju parametri koji potencijalno mogu najviše štetiti. Također je korisno ograničiti promjene na jedan parametar za neko vrijeme, kako bi se izbjegle velike oscilacije i mogao bolje kontrolirati učinak uvedenih promjena. Da bi odvajanje od respiratora bilo uspješno, potrebno je unaprijed isplanirati strategiju odvikavanja. Ako je novorođenče na IMV-tipu ventilacije klinički i metabolički stabilno, opravdano je pokušati odvajanje i ekstubaciju ako je FiO 2 <40%, frekvencija disanja na respiratoru <20 udaha/min i ako je nizak pozitivni inspiratorni tlak (PiP <15 cm H 2 O). Osigura se dodatni kisik ili se nastavlja s nazalnim CPAP-om. Nema opravdanja ostaviti dijete još neko vrijeme na endotrahealnom CPAP-u, jer tubus bitno povećava otpor i rad disanja pa će to samo pridonijeti neuspjehu odvajanja. Postupak s novorođenčetom koje je na sinkroniziranoj ventilaciji je drukčiji, jer ono samo kontrolira neke parametre disanja, koliko mu to kliničko stanje dopušta. Ako se koristi ventilacija A/C (ili kako se još naziva PTV i SIPPV - prema engl. synchronized intermittent positive pressure ventilation), a pacijent diše frekvencijom koja je iznad one postavljene na respiratoru kao "back up", nema nikakve koristi smanjivati frekvenciju na respiratoru, jer to nema nikakvog učinka na frekvenciju kojom stvarno pacijent diše. Ako pacijent regulira i duljinu inspiratornog vremena i omjer Tinsp: Teksp, jer je na PSV (pressure support ventilation) čije cikluse određuje promjena protoka, nema učinka ni mijenjanje vremena. Jedino se može utjecati na sniženje PiPa. Tako se smanjuje pomoć koju respirator pruža novorođenčetu koje diše spontano, ali bi bez pomoći respiratora to disanje bilo nedovoljno duboko i dovelo bi do zamora. Osim toga respirator osigurava određenu frekvenciju disanja u slučaju da dođe do apnoe. Kod ventilacije tipa SIMV respirator osigurava podršku samo kod određenog broja respiracija, koje su sinkronizirane s pacijentovim disanjem, a ne kod svih kao kod A/C-ventilacije. Taj broj respiracija može biti visok i može se smanjivati, tako da pacijent između diše prema svojim mogućnostima. Pri tome se na monitoru vidi koliko su "slabiji" pacijentovi udasi i može se očitati koliki je respiratorni volumen tih udaha u odnosu na onaj željeni volumen koji postižemo preko respiratora. To ovaj tip ventilacije čini prikladnim i za potpunu respiratornu potporu (ako je na respiratoru postavljena frekvencija disanja visoka) i za odvikavanje (kada se ta frekvencija smanjuje, a pacijent sve više diše samostalno). Kod PTV-a se pacijent može privikavati na veći respiratorni rad i time što se triger teže uključuje. Smanjivanje PEEP-a, uz održanu oksigenaciju, također će pridonijeti odvikavanju. Kod SIMV-a se smanjuje potpora respiratora i ako se snižava PiP, a ne samo frekvencija, pa je postupak odvikavanja sličan onom kod IMV-ventilacije. Treba nastojati ipak da respiratorni volumen ne bude ispod 4 ml/kg. Ako je za vrijeme SIMV-ventilacije potrebna samo minimalna podrška, moguće je uključiti dodatno PSV kako bi se smanjio rad disanja. Time se pojačanim protokom podržava tlak na početku spontanih udaha pa se lakše svladava otpor koji je veći zbog tubusa i cijevi respiratora. Pri tome respiratorni volumen ovisi o mehanici pluća i respiratora i on može varirati. Usprkos kliničkom iskustvu nije lako predvidjeti uspjeh ekstubacije i reintubacija je potrebna u jednoj trećini slučajeva. Stoga se istražuju objektivni pokazatelji koji bi uz kliničke mogli pomoći u definiranju pravog trenutka za ekstubaciju, kako bi se trajanje mehaničke ventilacije svelo na najmanju moguću mjeru i izbjegle komplikacije i troškovi liječenja (34). VENTILACIJSKE STRATEGIJE I KLINIČKA STANJA Sindrom respiratornog distresa Patofiziologiju sindroma respiratornog distresa nedonoščadi određuju biokemijske i morfološke abnormalnosti nerazvijenih pluća. Uslijed nedostatka surfaktanta manje alveole kolabiraju i s vremenom dolazi do progresivne atelektaze pojedinih dijelova pluća, čime pluća postaju čvršća. Zbog povećane permeabilnosti kapilara odlaže se fibrin u alveolama, što otežava izmjenu plinova i dodatno smanjuje rastezljivost pluća. Često se događa da ventilirani dijelovi pluća nemaju dobru perfuziju, a da su dijelovi 48
s dobrom perfuzijom atelektatični. Nepodudaranje perfuzije i ventilacije onemogućava izmjenu plinova između zraka u alveolama ili terminalnim bronhiolima i krvi u kapilarama. To je takozvani intrapulmonalni desno-lijevi shunt. Uz otvoreni ductus arteriosus postoji opasnost plućnog edema i otežan je rad srca. Što je manja gestacija, to je razvijen manji broj alveola i barijera je za difuziju plinova veća. Kako CO 2 znatno lakše difundira od O 2, hipoksemija je primarni problem. U liječenju primijenjene visoke koncentracije kisika, pozitivni tlak (barotrauma) i preveliki (volutrauma) ili pak premali volumeni plina (atelektotrauma) dovode do oštećenja nerazvijenih pluća i nastanka kronične plućne bolesti. Oštećenje treba nastojati spriječiti adekvatnom strategijom ventiliranja koja će osigurati zadovoljavajuću izmjenu plinova uz minimalni rizik (35, 36). Uz terapiju egzogenim surfaktantom potrebno je također tlakom osigurati zadovoljavajući funkcionalni rezidualni kapacitet pluća. To znači da alveole ostaju otvorene kako bi se u njima mogla odvijati izmjena plinova. Zadovoljavajući alveolarni volumen se u blažim slučajevima respiratorne insuficijencije može održavati samo pozitivnim tlakom na kraju ekspirija ili PEEP-om. Njega postižemo uz pomoć trajno pozitivnog tlaka u dišnim putovima ili CPAP-a. CPAP je djelotvoran u slučajevima kada se u inspiriju spontano postiže tlak dovoljno velik da spriječi kolaps alveola u inspiriju (37). Ako je broj kolabiranih alveola veći, mora se upotrijebiti ventilacija pozitivnim tlakom. Uz pomoć pozitivnog tlaka otvaraju se alveole u inspiriju i uspostavlja se potrebni volumen pluća, a PEEP sprječava kolaps u ekspiriju. Maksimalnim sinkroniziranjem spontanog disanja i mehaničke ventilacije smanjuje se pacijentov rad disanja i gubitak kalorija. Također se smanjuju komplikacije mehaničke ventilacije, jer je moguće efikasnu ventilaciju postići uz manje tlakove i volumene, a veću frekvenciju. Naime, kako je rastezljivost pluća kod ovog stanja mala, kratka je i vremenska konstanta pa se respiratorni volumen postiže u kratkom inspiratornom vremenu. Zadovoljavajuću ventilaciju uz manje volumene osigurava viša frekvencija (3). Kada sinkronizirana konvencionalna ventilacija zakaže, indicirano je primijeniti ventilaciju visokim frekvencijama. Sindrom aspiracije mekonija Mekonij u dišnim putovima može uzrokovati njihovo djelomično ili potpuno začepljenje i efekt valvule, što znači da zrak u inspiriju može proći distalno, ali u ekspiriju ne može izaći. Zbog toga dolazi do prenapuhivanja nekih segmenata pluća s mogućnošću rupture i pneumotoraksa, ali i do atelektaze drugih segmenata, koji se ne mogu ventilirati jer je tu začepljenje dišnih putova mekonijem potpuno. Uz to nastaje kemijski ili upalni pneumonitis, a javlja se i edem alveola. Neki sastojci mekonija mogu direktno toksično djelovati na plućni parenhim i uzrokovati ishemiju i nekrozu. Pod utjecajem mekonija dolazi do inaktivacije surfaktanta i smanjene produkcije proteina A i B koji su u sastavu surfaktanta. Perfuzija je poremećena i neusklađena s ventilacijom. Oslobađanjem vazoaktivnih tvari nastaje vazokonstrikcija plućnih žila koja može dovesti do desno-lijevog šanta i perzistentne plućne hipertenzije. Sve to otežava izmjenu plinova i rezultira znatnom hipoksemijom. Na rtg-snimci se vidi hiperinflacija pluća sa spuštenim ošitima i mrljasta područja difuzno po cijelim plućima koja odražavaju postojanje mjestimično atelektatičnih, a mjestimično prenapuhanih alveola. Primjenjuju se različite strategije ventilacije, ovisno o težini bolesti i specifičnim komplikacijama. Indicirano je također davanje surfaktanta. Osnovno je osigurati izmjenu plinova i spriječiti prenapuhanost segmenata pluća uslijed blokiranja zraka u distalnim dijelovima. To se lakše postiže ako se ventilira manjim frekvencijama uz posebno dugo ekspiratorno vrijeme, sve s ciljem da se omogući potpuno izdisanje zraka. Treba izbjegavati veći PEEP. Ako se ventilira visokim frekvencijama postoji opasnost da se u kratkom ekspiratornom vremenu ne isprazni zrak iz pluća. Tako se stvara neželjeni i nekontrolirani PEEP i prenapuhivanje pluća. Povećani vaskularni otpor dovodi do desno-lijevih šantova i perzistentne plućne hipertenzije kada je oksigenaciju sve teže održati. Visokofrekventna oscilacijska ventilacija nije dobar način liječenja novorođenčadi s aspiracijom mekonija, jer u aktivnom ekspiriju dolazi do kolapsa malih dišnih putova oko mekonijskog čepa i zrak se blokira distalno. Prenapuhivanje pluća je razlog da je kod aspiracije mekonija pneumotoraks relativno česta komplikacija. Kada se uz pneumotoraks ventilira konvencionalnim načinima treba skratiti inspiratorno vrijeme, a produljiti maksimalno ekspiratorno vrijeme, što rezultira malim frekvencijama. U slučajevima disrupcije najpovoljnije bi bilo ventilirati visokofrekventnom jetventilacijom. Ako nijedna metoda ventiliranja ne pomogne, trebalo bi primijeniti ECMO. Perzistentna plućna hipertenzija novorođenčadi (PPHN) Za uspješni je prelaz s fetalne na postnatalnu cirkulaciju potrebno da u trenutku rođenja dođe do naglog pada otpora u plućnoj cirkulaciji. Ako se to ne dogodi i tlak u plućnoj arteriji ostane visok, neoksigenirana krv skreće kroz duktus arteriosus i foramen ovale u sistemsku cirkulaciju i dovodi do znatne hipoksemije. Obično su to djeca rođena u terminu ili su prenešena. U čak 50-67% njih uzrok je plućne hipertenzije aspiracija mekonija. Ostali uzroci su: kongenitalna dijafragmalna hernija, asfiksija, infekcija, RDS, tranzitorna tahipneja, kongenitalne anomalije pluća, hiperviskoznost krvi, nesteroidni antiinflamatorni lijekovi majke itd., a može također perzistentna plućna hipertenzija biti idiopatska. Klinički je hipoksemija kod ovog stanja vrlo labilna, a cijanoza je izraženija nego bi se po stupnju dispneje očekivalo. Oksigenacija je u području desne ruke (preduktalno) bolja nego na nogama (postduktalno). Šum na srcu ukazuje na trikuspidalnu insuficijenciju. Na rtg-snimci se vidi kardiomegalija i 49