Thông khí dao động tần số cao: Một tổng quan – Tóm tắt, Giới thiệu

Bài viết Thông khí dao động tần số cao: Một tổng quan được dịch bởi Bác sĩ Đặng Thanh Tuấn từ bài viết gốc: High-frequency oscillatory ventilation: A narrative review

Tóm tắt

Thông khí dao động tần số cao (HFOV) là một chiến lược bảo vệ phổi có thể được sử dụng trong toàn bộ quần thể bệnh nhân từ trẻ sơ sinh đến người lớn bị tổn thương phổi cấp tính. HFOV thường được sử dụng như một chiến lược giải cứu khi thông khí cơ học thông thường (CV) đã thất bại. HFOV sử dụng thể tích khí lưu thông thấp và áp lực đường thở trung bình không đổi kết hợp với tần số thở cao để mang lại hiệu quả có lợi cho quá trình oxy hóa và thông khí, đồng thời loại bỏ quá trình “bơm phồng – xẹp xuống” có tính chu kỳ gây chấn thương. Mặc dù bằng chứng thống kê hỗ trợ cho việc sử dụng HFOV đặc biệt thấp, nhưng lợi ích tiềm năng cho ứng dụng của nó trong nhiều biểu hiện lâm sàng vẫn còn. Dao động tần số cao là một chế độ thông khí cứu hộ an toàn và hiệu quả để điều trị hội chứng suy hô hấp cấp tính (ARDS). Tất cả các bệnh nhân bị tổn thương phổi do máy thở (VILI) hoặc có nguy cơ phát triển VILI hoặc ARDS sẽ là ứng cử viên phù hợp cho HFOV, đặc biệt là những người đã thất bại trong thở máy thông thường. Bài tường thuật này nhằm đưa ra đánh giá về HFOV, chỉ định, chống chỉ định, mối nguy hiểm, thông số cần theo dõi, lựa chọn bệnh nhân, mục tiêu lâm sàng, cơ chế tác động, kiểm soát để tối ưu hóa thông khí và oxy hóa, ứng dụng lâm sàng trong ARDS và so sánh với các chế độ thông khí cơ học khác.

GIỚI THIỆU

Thông khí dao động tần số cao (HFOV) là một thao tác cứu hộ cho thông khí cơ học thông thường thất bại. Nó sử dụng sự phân tán khí gia tăng của Taylor thông qua một mạch đơn giản trong đó dòng chảy thiên vị mang lại một lượng khí lưu thông nhỏ cho những bệnh nhân mắc hội chứng suy hô hấp cấp tính (ARDS) và các tình trạng nội khoa khác [1-4]. Nó ngăn ngừa tổn thương phổi do máy thở (VILI) bằng cách giảm nguy cơ volutrauma, đồng thời cung cấp thông khí đầy đủ mặc dù kích thước thể tích khí lưu thông thấp hơn nhiều so với khoảng chết [3-6]. HFOV duy trì bơm phồng phế nang ở áp lực đường thở không đổi, ít thay đổi với dao động dòng chảy hình sin để ngăn chặn chu kỳ “bơm phồng – xẹp xuống” và cung cấp oxy hóa được cải thiện [5, 7-12]. HFOV có thể được cung cấp bởi máy thở Drager Babylog VN500 và máy thở Care Fusion Oscillator 3100A và 3100B [13].

Chỉ định, chống chỉ định và nguy hiểm

Máy thở dao động có thể được sử dụng trong nhiều tình huống lâm sàng. Lợi ích của nó được đánh giá khi thất bại với thông khí thông thường, khi thiếu oxy kháng trị và trong một số bệnh cảnh lâm sàng bao gồm rò rỉ khí nhiều hoặc các vấn đề tuần hoàn hệ thống [3, 14, 15]. Tuy nhiên, điều cần thiết là phải nhận ra các tình huống trong đó việc sử dụng máy thở dao động mang xu hướng dẫn đến hậu quả nghiêm trọng và gây hại cho bệnh nhân. Thông thường, bệnh nhân dùng HFOV đòi hỏi một lượng thuốc an thần và ức chế thần kinh cơ lớn hơn, sau đó có thể dẫn đến thời gian nằm viện dài hơn [3, 16- 19]. Có nhiều chỉ định, hạn chế và mối nguy hiểm phổ biến liên quan đến HFOV (Bảng 1).

Hiện tại, HFOV chỉ được chỉ định là một liệu pháp cứu hộ. Nó có lợi cho những bệnh nhân bị suy hô hấp nặng, không thở máy thông thường hoặc khi cài đặt thông khí thông thường đang tiếp cận các thông số có hại, có thể dẫn đến chấn thương [1, 2, 9, 17, 20-22]. Chế độ này được coi là một chiến lược thông khí bảo vệ phổi thay thế cho bệnh nhân mắc VILI và ARDS [9, 20-22]. Ngoài ra, HFOV đã được khuyến cáo là liệu pháp bậc hai để quản lý bệnh nhân thở máy có lỗ rò phế quản [23]. Trong dân số sơ sinh, HFOV được chỉ định cho những bệnh nhân mắc hội chứng rò rỉ khí ở trẻ sơ sinh, cao áp phổi dai dẳng và hít phân su [24-26]. Trong dân số trưởng thành, HFOV có lợi trong các hội chứng rò rỉ khí như tràn khí màng phổi và khí phế thũng phổi, khi rất khó giữ phổi mở [15, 19, 23, 24, 27].

Không có chống chỉ định cụ thể liên quan đến HFOV, nhưng có một số tác dụng phụ. HFOV kém hiệu quả hơn trong các quá trình bệnh với sức cản đường thở tăng, có thể dẫn đến bẫy khí và căng phồng phổi quá mức [7, 28]. Nếu điều này không được giám sát, nó có thể dẫn đến barotrauma phổi [7, 9, 29, 30]. Điều này bao gồm tràn khí màng phổi, tràn khí trung thất, tràn khí màng ngoài tim và khí phế thũng phổi [7, 28]. Các tác dụng tim mạch của HFOV bao gồm giảm trở lại tĩnh mạch, giảm cung lượng tim, xuất huyết não thất và tăng áp lực nội sọ [11, 31]. Khi đặt nội khí quản, các cơ chế bảo vệ tự nhiên của bệnh nhân được loại bỏ, khiến bệnh nhân có nguy cơ nhiễm trùng huyết cao hơn [7].

Những hạn chế tương đối liên quan đến việc sử dụng máy thở dao động bao gồm sự không có của phương thức thở này máy thở vận chuyển và những hạn chế nội tại liên quan đến máy móc ồn ào có thể ngăn cản khả năng thực hiện khám lâm sàng và nhận biết các bệnh lý xảy ra đồng thời [1]. Mặc dù không có máy thở dao động được sản xuất dành riêng cho mục đích vận chuyển, một thiết bị thông khí bộ gõ tần số cao (high-frequency percussive ventilation), như máy thở Bronchotron, có thể được sử dụng. Thiết bị này cung cấp thông khí và oxy hóa giống như HFOV ở các cài đặt máy thở tương đương. Trong một số tình huống, có thể cần phải tạm dừng tạm thời máy thở dao động để thực hiện đánh giá bệnh nhân, đặc biệt là tình trạng tim. Điều này nên được thực hiện tối thiểu và với sự chấp thuận của bác sĩ. Các bác sĩ lâm sàng nên theo dõi chặt chẽ và liên tục các biểu hiện lâm sàng của bệnh nhân và có thể nhận ra các tác động có thể có hại có liên quan đến việc sử dụng chiến lược thông khí áp lực dương độc đáo này.

Một hạn chế bổ sung liên quan đến HFOV là mất huy động phế nang khi hút đàm qua nội khí quản. Hút đàm bệnh nhân dùng HFOV có thể có lợi để đảm bảo sự thông thoáng của ống nội khí quản (ETT); tuy nhiên, nó nên được sử dụng ở mức độ vừa phải, vì việc ngắt kết nối bệnh nhân khỏi máy thở dao động dẫn đến mất huy động phế nang [27]. Hút chỉ nên được thực hiện theo chính sách của bệnh viện hoặc khi cần thiết về mặt lâm sàng. Hút có thể được chỉ định khi độ rung ngực giảm hoặc không có, khi nghi ngờ có nút nhầy hoặc tắc đàm, nếu có sự giảm SpO2 hoặc O2 qua da, hoặc khi có sự gia tăng nồng độ CO2 qua da [3, 32]. Các tác động xấu gây ra bởi việc hút có thể được giảm thiểu, nhưng không được loại bỏ hoàn toàn, bằng cách sử dụng một hệ thống hút kín [32]. Một thủ thuật huy động bơm phồng giữ (sustained inflation recruitment maneuver) có thể là cần thiết sau khi hút để bù trừ cho giai đoạn trước của quá trình mất huy động [33-35]. Để ngăn ngừa sự mất huy động khi bệnh nhân ở trên máy thở dao động, bệnh nhân không nên ngắt kết nối với máy thở dao động trừ khi không có lựa chọn nào khác [36].

Thông số cần theo dõi

Nhiều biến phải được theo dõi chặt chẽ trong quá trình sử dụng HFOV (Bảng 2). Điều quan trọng không chỉ là theo dõi máy thở dao động mà còn các biểu hiện trên lâm sàng bệnh nhân [41]. Một công cụ thiết yếu dành cho các bác sĩ lâm sàng để đánh giá đáp ứng của bệnh nhân với HFOV là khí máu động mạch (ABG) [42]. Nên lấy ABG sau 15 phút – 30 phút sau khi bắt đầu HFOV để xác định xu hướng PaCO2 [43, 44]. Các ABG tiếp theo thường nên được lấy trong khoảng thời gian 30 đến 60 phút, cho đến khi ổn định [44, 45]. Khi bệnh nhân đã ổn định và có những thay đổi tối thiểu xảy ra với cài đặt máy thở dao động, ABG sau đó có thể được lấy sau mỗi 6 giờ [44, 45].

Trong quá trình sử dụng máy thở dao động, thông khí phút và thể tích khí lưu thông bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố bao gồm biên độ áp lực, tần số, kích thước ETT, lượng rò rỉ qua bóng chèn ống NKQ và đặc điểm phổi của bệnh nhân [4, 33, 41]. Để cài đặt rò rỉ bóng chèn 5 cmH2O đúng cách, không khí cần được rút cẩn thận khỏi bóng chèn ống NKQ bằng ống tiêm, cho đến khi áp lực đường thở trung bình (mPaw) giảm 5 cmH2O dưới mPaw đã đặt. Sau đó, mPaw nên được tăng trở lại cài đặt trước đó [1]. Trên máy tạo dao động, các tham số được giám sát bao gồm các cài đặt và báo động. Trong khi bệnh nhân đang dùng HFOV qua máy thở dao động, các bác sĩ lâm sàng phải chú ý nhiều hơn là các dấu hiệu sinh tồn của họ như huyết áp nhịp tim và SpO2. Các giá trị phòng thí nghiệm có ý nghĩa tương đương, vì chúng cung cấp thông tin có giá trị để hỗ trợ bác sĩ lâm sàng thực hiện các thay đổi chính xác cho các cài đặt dao động leo thang hoặc cai máy phù hợp.

Lựa chọn bệnh nhân

Việc sử dụng HFOV thông qua máy thở dao động thường bị giới hạn trong các tình huống lâm sàng trong đó bệnh nhân ở trong tình trạng cấp tính, nguy kịch, sức khỏe kém. Trong dân số người lớn và trẻ em, điều này có thể có nghĩa là họ đã gặp phải một chấn thương không mong muốn hoặc đang trải qua một cuộc khủng hoảng sức khỏe lớn [3, 7, 8, 24, 31]. Trong dân số trẻ sơ sinh, điều này do các bệnh cảnh trong đó có hít phân su hoặc khí phế thủng phổi [7, 8, 24, 31]. Tất cả các bệnh nhân bị VILI hoặc có nguy cơ phát triển VILI hoặc ARDS, sẽ là ứng cử viên phù hợp cho HFOV [1, 3-5, 7, 8, 13, 14, 18, 22, 26, 27, 37, 38]. Các thay đổi có thể cần thiết dựa trên tình trạng bệnh lâm sàng và dân số bệnh nhân. Ví dụ về điều này bao gồm rò rỉ khí, hồi sức dịch truyền để giữ áp lực tĩnh mạch trung tâm từ 8 đến 12 mm Hg, và sự hiện diện của các tổn thương cản quang lớn và các nang trong phổi [15, 26, 30].

Mục tiêu lâm sàng

Mục tiêu chính của việc sử dụng HFOV thông qua máy thở dao động là để hạn chế tổn thương phổi và cải thiện kết quả lâm sàng. HFOV sử dụng các pha hít vào và thở ra tích cực để tạo ra các thể tích khí lưu thông nhỏ, thường bằng hoặc nhỏ hơn khoảng chết [4, 5, 48]. Tần số thở nhanh giúp duy trì thông khí phế nang, trong khi phổi duy trì bơm phồng thông qua mPaw không đổi [5, 7, 11, 13, 23, 26, 39]. HFOV cung cấp oxy hóa hợp lý để hạn chế độc tính oxy [7, 11, 19, 46]. Phương pháp này sử dụng tăng thán cho phép để cung cấp hỗ trợ thông khí và duy trì chức năng tế bào bình thường, cho phép PaCO2 tăng lên trong khi duy trì pH động mạch trong khoảng từ 7,25 đến 7,30. Chiến lược này giảm thiểu VILI, giảm tỷ lệ mắc bệnh phổi mãn tính thứ phát, cải thiện tình trạng không tương xứng thông khí/tưới máu (V/Q), không làm giảm cung lượng tim và cải thiện việc huy động phổi mà không bị quá căng phổi [1, 4, 5, 9, 11, 13, 17, 18, 25, 26, 30, 31, 34, 40, 42].

Cơ chế hoạt động

Sử dụng thông khí áp lực dương có xu hướng làm sang chấn phổi. Trong CV có sự dao động lớn trong các khu vực chấn thương do sự thay đổi chu kỳ giữa các giai đoạn hít vào và thở ra, dẫn đến sang chấn đáng kể. Trong HFOV, toàn bộ chu trình hoạt động trong cửa sổ an toàn, trực tiếp, để đạt được thông khí đồng nhất của phổi và tránh các vùng tổn thương [10, 11, 24, 47]. Chấn thương có thể xảy ra ở cả hai đầu của cửa sổ an toàn [49]. Ở đầu trên, trong vùng quá căng, chấn thương xảy ra do sự phá vỡ cơ học phổi, mất nước bề mặt và tích tụ dịch [49]. Ở cấp thấp hơn, trong khu vực mất huy động, tổn thương xảy ra do atelectrauma và biotrauma [49]. HFOV hoạt động trong cửa sổ an toàn cho phép huy động phế nang bị sụp đổ và ngăn ngừa xẹp phổi [50]. Điều này đạt được thông qua việc sử dụng các dao động nhỏ, nhanh được tạo ra bởi pít-tông hai chiều [1, 5, 9, 10]. Cả hít vào và thở ra là các quá trình hoạt động thứ cấp của pít-tông đẩy về phía trước tạo ra áp lực dương trong đường thở và sau đó lui lại, tạo ra áp lực âm [5]. Biên độ của sóng, được thiết lập bởi bộ điều khiển công suất, xác định sự đẩy ra phía trước và phía sau của piston và giúp xác định thể tích khí lưu thông [9]. Các khối khí lưu thông nhỏ được đẩy vào và ra khỏi phổi, dao động xung quanh một áp lực đã đặt, do đó tên của đơn vị là máy thở dao động [51]. Một mạch thông khí cứng với độ độ giãn nở thấp được sử dụng trong HFOV.

Tối ưu hóa oxy

Các biến số chính trong việc đạt được oxy hóa tối ưu là mPaw và FiO2 [3]. Áp lực đường thở trung bình là áp lực được sử dụng để tối ưu hóa thể tích phổi và do đó, để tăng diện tích bề mặt phế nang để trao đổi khí [5, 8, 51]. Đổi lại, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến PaO2 [1, 8, 31]. Áp lực đường thở trung bình nên được sử dụng để huy động phế nang bị xẹp trong khi ngăn ngừa quá căng. Mặc dù phổi cần phải được huy động, nhưng điều này phải được thực hiện một cách cẩn trọng để tránh tình trạng quá căng. Xẹp hoặc quá căng phế nang có thể dẫn đến sự gia tăng sức cản mạch máu phổi. Cài đặt ban đầu mPaw, nên đặt 3-5 cm H2O so với mPaw tương ứng được sử dụng khi thông khí thông thường trước đó [5]. mPaw phạm vi bình thường là 25-30 cm H2O, với tối đa 45-60 cm H2O [1]. Nở phổi đầy đủ ở người lớn được thực hiện bằng hình ảnh của xương sườn thứ chín trên mức cơ hoành. Khi mPaw tăng, thể tích trong phổi tăng lên và cơ hoành bệnh nhân bị dịch chuyển xuống dưới; vị trí của cơ hoành qua X-quang ngực thường tương quan với PaO2 chấp nhận được. Không nên giảm mPaw trong 24 giờ đầu tiên để cho phép một thời gian thích hợp cho việc huy động phế nang. FiO2 được chuẩn độ bằng bộ trộn khí được gắn vào máy thở dao động [1, 5]. Nếu bệnh nhân bị tăng oxygen hóa, nên giảm FiO2 và/hoặc mPaw. Nếu bệnh nhân bị PaO2 thấp, nên tăng FiO2 và mPaw để tăng oxy. Hình 1 mô tả các điều khiển oxy hóa trên HFOV.

Tối ưu hóa thông khí

Các biến số chính trong thông khí là thể tích khí lưu thông, độ rung ngực và tần số [26]. Biên độ có thể được điều chỉnh bằng điều khiển công suất (power) [1]. Điều chỉnh bộ điều khiển công suất điều chỉnh lượng dịch chuyển của pít- tông bằng cách thay đổi công suất chuyển động đi tới và lùi về phía sau của pít-tông. Mức độ lệch của piston (biên độ) xác định thể tích khí lưu thông. Khi biên độ tăng, độ chênh áp lực tăng và do đó, thể tích khí lưu thông cung cấp cho bệnh nhân tăng [5]. Việc tăng biên độ phụ thuộc vào trở kháng mà pít-tông phải làm việc để di chuyển về phía trước [36]. Nếu độ giãn nở phổi bệnh nhân thấp, pít-tông phải làm việc với áp lực lớn hơn dẫn đến thay đổi ít hơn về thể tích khí lưu thông. Điều tương tự cũng có thể xảy ra đối với một bệnh nhân có sức cản đường thở cao [36]. Nếu bệnh nhân bị giảm thông khí và mức PaCO2 cao, nên tăng biên độ để thải ra nhiều PaCO2 hơn. Nếu bệnh nhân bị tăng thông khí quá mức và mức PaCO2 thấp, nên giảm biên độ để cho phép thải PaCO2 giảm đi. Để cài đặt biên độ, nên lấy khí máu khi bệnh nhân trên thở máy thông thường và cộng thêm 20 vào mức PaCO2. Biên độ bình thường được đặt trong khoảng từ 20 đến 30 ở trẻ sơ sinh, với cài đặt có thể lên tới 90 cm H2O. Sự phù hợp của cài đặt công suất được xác định bằng cách quan sát hệ số rung ngực (CWF) [1, 5, 8]. Độ rung ngực nên được nhìn thấy từ cấp độ từ xương đòn đến giữa đùi hoặc xương sườn thứ tám hoặc thứ chín [4]. Biên độ tăng sẽ tạo ra một sự rung ngực tăng lên. Rung ngực phải luôn luôn được đánh giá lại sau khi thay đổi vị trí. Nếu CWF bị giảm hoặc không có, hãy xem xét xem bệnh nhân có bị giảm độ giãn nở phổi, ngắt kết nối ETT, tắc nghẽn ống NKQ hoặc co thắt phế quản nghiêm trọng [36]. Nếu CWF chỉ có một bên, hãy xem xét di lệch vị trí ống NKQ (vào phế quản gốc bên phải) hoặc tràn khí màng phổi [36]. Bác sĩ lâm sàng phải chủ động và theo dõi bệnh nhân chặt chẽ trong quá trình sử dụng HFOV qua máy thở dao động.

Tần số trong HFOV có đơn vị là hertz là biến thời gian cho phép piston di chuyển tiến và lùi. Có một tần số cộng hưởng của phổi trong đó thông khí tối ưu, thông qua loại bỏ CO2, xảy ra. Tần số cộng hưởng thay đổi dựa trên kích thước phổi, mức độ tổn thương phổi, số lượng phổi chức năng, loại và mức độ của tình trạng bệnh và kích thước của bệnh nhân. Vận chuyển khí trở nên phụ thuộc vào quán tính mô, thay vì độ đàn hồi. Nếu có sự xáo trộn lưu lượng khí bình thường, sự không tương xứng của V/Q sẽ làm trầm trọng thêm tình trạng thiếu oxy và nhiễm toan hô hấp sẽ xảy ra. Để khắc phục ảnh hưởng của tần số cộng hưởng, các bác sĩ lâm sàng có thể tối ưu hóa thông khí bằng cách cung cấp tần số chính xác. Một hertz là 60 nhịp thở mỗi phút [4]. Phạm vi của hertz là 3-15 Hz, với các cài đặt ban đầu điển hình là 5-6 Hz [4, 5, 8, 33]. Giảm tần số gây ra sự dịch chuyển thể tích lớn hơn, dẫn đến một lượng khí lưu thông lớn hơn và thông khí phút. Trong thở máy thông thường, tần số thở được tăng lên để thải khí CO2, nhưng HFOV hoạt động trái ngược với điều này. Để giảm PaCO2, nên giảm tần số. Nếu bệnh nhân bị căng phổi quá mức, nên tăng tần số. Hình 2 cho thấy các nút kiểm soát thông khí trên HFOV.

Các cài đặt khác

Mặc dù các biện pháp kiểm soát liên quan đến oxygen hóa và thông khí có tầm quan trọng sống còn để quản lý kết quả thành công trong HFOV, nhưng có những biện pháp kiểm soát khác có tầm quan trọng tương tự. Điều khiển lưu lượng thiên vị (BF: bias flow) và chỉ ra tốc độ dòng chảy liên tục của khí được trộn ẩm qua mạch [4, 52]. Núm điều khiển là van khí nén 15 vòng, giúp tăng lưu lượng khi quay theo chiều kim đồng hồ. Tốc độ dòng được biểu thị bằng một quả bóng nổi và dao động trong khoảng từ 0-60 L mỗi phút với gia số 5 L mỗi phút [1, 4, 5]. BF thường là tham số đầu tiên được thiết lập bởi bác sĩ lâm sàng, bởi vì nó là một phần của hiệu chuẩn dao động. Nếu BF được đặt quá thấp, điều đó có thể dẫn đến tăng PaCO2 thứ cấp do thải rửa bộ dây máy thở không đủ [52]. Nếu BF được đặt quá cao, nó có thể ức chế thải trừ CO2. Ngược lại, lưu lượng khí thiên vị tăng sẽ làm tăng áp lực đường thở, do đó cải thiện quá trình oxy hóa [36]. Thời gian hít vào % (IT%) đại diện cho phần của chu kỳ hô hấp mà pít-tông dành cho chuyển động về phía trước [1, 5, 8, 9]. Nó có thể hỗ trợ loại bỏ CO2, mặc dù ở mức độ thấp hơn biên độ và tần số. Cài đặt ban đầu là 33% (tỷ lệ hít vào:thở ra = 1:2) [1, 4, 9]. Đối với một số bệnh nhân, % IT là 50% có thể cải thiện thông khí và huy động phổi, nhưng nó thường được duy trì ở mức 33% [1].

Biên độ, tần số và thời gian hít vào thường được điều chỉnh trong HFOV để tăng sự dịch chuyển khí và cải thiện loại bỏ CO2, nhưng điều chỉnh vị trí pít-tông có thể được xem như một công cụ bổ sung trong quản lý bệnh nhân cần HFOV thông qua máy thở dao động [53]. Vị trí tối ưu hơn của piston có thể cho phép loại bỏ CO2 tăng lên trong HFOV [53]. Điều này đặc biệt quan trọng trong dân số sinh non, vì một sự sai lệch nhỏ của pít-tông sang một bên có thể gây ứ đọng CO2, có thể gây bất lợi.

Điều cần thiết là các báo động phải được đặt đúng trong quá trình sử dụng HFOV qua máy thở dao động để theo dõi tình trạng lâm sàng của bệnh nhân. Có nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến mPaw. Ở bệnh nhân thở tự phát, tình trạng lâm sàng của bệnh nhân, mức độ an thần hoặc tốc độ dòng không đủ đều có thể ảnh hưởng đến mPaw [54]. Trong trường hợp này, có thể cần phải điều chỉnh lại mPaw. Báo động áp lực cao nên được đặt 3 cm H2O đến 5 cm H2O trên mPaw đã đặt. Cách tốt nhất là tham khảo các giao thức của bệnh viện cho các báo động HFOV, vì giá trị giới hạn cảnh báo này sẽ thay đổi theo. Nếu có một tắc nghẽn trên nhánh thở ra hoặc trong đường cảm biến áp lực, báo động áp lực cao sẽ phát ra và phải thay thế bộ dây máy thở bệnh nhân [54]. Cuối cùng, nếu nhiệt độ bộ dây máy thở bệnh nhân tăng, mPaw có thể bị ảnh hưởng, do đó nhiệt độ bộ dây máy thở phải được duy trì tương ứng [54]. Báo động áp lực thấp nên được đặt 5 cm H2O bên dưới mPaw đã đặt. mPaw sẽ ở mức thấp nếu có rò rỉ trong máy tạo độ ẩm hoặc bộ dây máy thở bệnh nhân, điều này sẽ yêu cầu rò rỉ phải được khắc phục [54]. Rò rỉ bộ dây máy thở bệnh nhân được ghi nhận phổ biến nhất từ nắp đậy màng rung [54]. Nếu chổ khóa xả nước bị mở, mPaw sẽ kích hoạt báo động ở mức thấp và khóa phải được đóng lại để giải quyết vấn đề [54]. Hình 3 cho thấy các thông số quan trọng khác như lưu lượng thiên vị, phần trăm thời gian hít vào, báo động, và vị trí và chuyển vị của piston.

HFOV và ARDS

Mặc dù cần thiết về mặt y tế, thông khí cơ học có thể gây tổn thương phổi thông qua nhiều cơ chế được gọi chung là VILI [55]. Theo truyền thống, VILI góp phần gây stress và strain cơ trong phổi, do lực cơ học tác dụng lên biểu mô phổi lót đường thở và phế nang bắt đầu phản ứng viêm trong phổi [22, 47]. Điều này có thể lan đến các cơ quan khác gây ra biotrauma [47]. Để chống lại điều này, Mạng lưới ARDSnet cho thấy tỷ lệ tử vong có thể giảm đáng kể thông qua việc sử dụng lượng khí lưu thông thấp hơn cho bệnh nhân mắc ARDS [23, 56]. HFOV là kỹ thuật lý tưởng để đạt được điều này. HFOV tạo ra một thể tích khí lưu thông nhỏ hơn khoảng chết (1-3 mL/kg) kết hợp với PEEP cao [4, 22, 30]. Thể tích khí lưu thông thấp có liên quan đến kết quả được cải thiện vì nó tránh được việc mở và đóng phế nang bị sụp đổ được áp dụng trong mỗi hơi thở khí lưu thông [1, 4, 11, 57]. HFOV hoạt động để huy động các vùng không giãn nở, bị xẹp của phổi, do đó cung cấp một sự gia tăng tiếp theo về thể tích phổi [47]. Với việc sử dụng máy thở dao động, sẽ có ít viêm phổi và hệ thống hơn, ít bằng chứng mô học về tổn thương phổi và tỷ lệ tử vong thấp hơn [7].

HFOV so với APRV

Công nghệ hiện đại ngày nay có quản lý máy thở tiên tiến, nhưng 31% – 38% bệnh nhân ARDS chết vì suy hô hấp [36]. Chế độ cứu hộ thay thế của thông khí cơ học đã được phát triển, bao gồm thông khí giải phóng áp lực đường thở (APRV) và HFOV [36]. Cả hai phương pháp này đều có tác dụng cải thiện oxy hóa phổi bằng cách giữ cho chúng được bơm căng trong một thời gian dài, còn được gọi là khái niệm phổi mở [36].

Các chế độ này nên được xem xét khi bệnh nhân có FiO2 lớn hơn 60%, PEEP lớn hơn 15 cm H2O và áp lực cao nguyên lớn hơn 30 cm H2O [36]. Mặc dù lợi ích tử vong của các chế độ này không nhất quán, các chế độ này có thể có lợi cho một số quần thể bệnh nhân nhất định [36].

APRV là một chiến lược giải cứu cho sự thất bại của CV, nó cung cấp áp lực đường thở tăng lên để tạo điều kiện cho việc huy động phế nang [23, 24, 36, 58]. APRV là một phương pháp thay thế cho phương pháp tiếp cận của ARDSnet. Chế độ này được thiết kế để thúc đẩy quá trình oxy hóa bằng cách cung cấp áp lực đường thở dương liên tục (CPAP) với sự giải phóng ngắt quãng của áp lực đường thở [36]. Hỗ trợ thông khí được xác định bởi hai mức CPAP, áp lực cao (Phigh) và áp lực thấp (Plow) [36]. Plow thường được đặt ở mức 0, còn được gọi là zeep, do đó thể tích khí lưu thông phụ thuộc vào Phigh [36]. Khi so sánh với thông khí thông thường, APRV có liên quan đến áp lực đường thở đĩnh và cao nguyên thấp hơn đáng kể đối với một lượng khí lưu thông nhất định [36]. Ở bệnh nhân ARDS, các vùng đàn hồi hơn của phổi nhận được nhiều lưu lượng hơn và phế nang xơ hóa sụp đổ sớm hơn trong khi thở ra [36]. Dựa trên điều này, APRV có khả năng gây ra volutrauma khi hít vào và atelectrauma khi thở ra [36]. Một trong những lợi ích lớn nhất của APRV là nó cho phép thở tự nhiên, tạo điều kiện cho mức độ an thần cần thiết thấp hơn [1]. Tương tác của bệnh nhân là điều cần thiết trong APRV, vì vậy việc sử dụng thuốc liệt cơ là không cần thiết [36]. APRV có liên quan đến việc giảm thời gian lưu lại ICU và thời gian thở máy, nhưng các nghiên cứu đã không cho thấy giảm nhất quán tỷ lệ tử vong liên quan đến ARDS [1, 36].

HFOV cung cấp thể tích khí lưu thông nhỏ ở áp lực đường thở trung bình không đổi [1, 12, 23]. Chiến lược này giảm thiểu barotrauma, volutrauma và atelectrauma [1, 4, 12, 29, 31, 39, 47]. HFOV tối đa hóa việc huy động phế nang do đó cải thiện oxy hóa. Cả HFOV và APRV đều cải thiện oxy hóa ở bệnh nhân mắc ARDS nhưng có nhiều ý kiến trái ngược nhau về việc sử dụng HFOV so với APRV [36]. Một số người tin rằng HFOV làm giảm nguy cơ tổn thương phổi hơn nữa, dẫn đến việc huy động phổi tối đa và quá căng tối thiểu [47, 48, 57]. Những người khác tin rằng giống như APRV, HFOV đã không thể hiện mức giảm nhất quán trong tỷ lệ tử vong liên quan đến ARDS [14, 40, 47, 58-61]. Một sự khác biệt lớn trong hai chế độ là APRV cho phép thông khí tự phát, trong khi HFOV thì không [36]. Do đó, APRV có liên quan đến việc giảm lượng thuốc an thần và giảm số ngày thở máy [36]. Mặt khác, HFOV luôn giữ cho phổi luôn mở, ít nguy cơ mắc bệnh VILI [36]. Một lợi thế nữa của APRV là máy thở của nó chạy bằng pin và có thể được sử dụng cho những bệnh nhân cần vận chuyển đến khoa chẩn đoán hình ảnh, phẫu thuật, v.v. Các nghiên cứu so sánh giữa hai chế độ sẽ có lợi [36].

HFOV so với CV

Charlie Bryan, một nhà sinh lý học và bác sĩ chuyên khoa nhi khoa, đã tình cờ phát hiện ra cái sau này được gọi là HFOV trong khi thực hiện một nghiên cứu sử dụng dao động cưỡng bức để kiểm tra tác động của thuốc ức chế thần kinh cơ lên phổi [47]. Kể từ đó, đã có một vài thử nghiệm ngẫu nhiên đa trung tâm lớn để so sánh HFOV và CV về tác động của chúng trong ARDS [29-31, 47, 62-64]. Trong lĩnh vực HFOV, những nghiên cứu này thường không mang lại kết quả tích cực cho bệnh nhân. Trên thực tế, thử nghiệm ngẫu nhiên đa trung tâm đầu tiên của HFOV vào năm 1989 đã bị dừng sớm do tỷ lệ xuất huyết não thất cao [31].

Thử nghiệm OSCILLATE đã đăng ký người lớn ARDS từ trung bình đến nặng trong ICU ở một số quốc gia khác nhau [47]. Theo mức độ nghiêm trọng của bệnh nhân thiếu oxy máu, giao thức HFOV được áp dụng bằng cách sử dụng các thao tác huy động và mPaw cao [33, 41, 47]. Giao thức CV sử dụng thể tích khí lưu thông thấp [47]. Thử nghiệm OSCILLATE cho thấy mPaw cao được áp dụng bởi HFOV làm giảm đáng kể huyết động học, bao gồm cả cung lượng tim và có thể góp phần làm cho tình trạng xấu đi [22, 47]. Nghiên cứu đã dừng lại sớm thứ phát sau tử vong ở nhóm HFOV cao hơn đáng kể so với nhóm CV [47, 59, 65].

Thử nghiệm OSCAR ghi danh bệnh nhân mắc ARDS nặng ở Vương quốc Anh [47]. Một thuật toán phức tạp đã được sử dụng để chuẩn độ HFOV, với mục tiêu cải thiện việc huy động phổi cho oxygen hóa trong khi giảm tần số khi cần thiết để cải thiện độ thanh thải CO2 [47]. Không giống như OSCILLATE, OSCAR sử dụng PEEP thấp hơn trong giao thức CV. Nghiên cứu này cho thấy không có sự khác biệt về tỷ lệ tử vong giữa HFOV và CMV [22, 47, 65].

Nghiên cứu RESTORE cho thấy việc sử dụng HFOV ở bệnh nhân ARDS đòi hỏi phải tăng lượng thuốc an thần và thời gian nằm viện, mang lại tác động tiêu cực tổng thể lên ARDS [47]. Trái với những nghiên cứu này, HFOV là một chiến lược tuyệt vời để cải thiện quá trình oxy hóa. Một phân tích tổng hợp đã tìm thấy sự tương tác giữa PaO2/FiO2 cơ bản và tác dụng của HFOV, với tác hại ngày càng tăng khi HFOV được sử dụng với PaO2/FiO2 cao hơn [60]. Giá trị chính xác mà HFOV thay đổi từ tác hại sang lợi ích là không chắc chắn [60]. Điều này cho thấy rằng HFOV không nên được sử dụng cho bệnh nhân ARDS nhẹ hoặc trung bình, nhưng vẫn là một phương thức tiềm năng cho bệnh nhân bị thiếu oxy nặng với ARDS [60]. Nhìn chung, nghiên cứu này đã kết luận rằng HFOV có thể cải thiện khả năng sống sót của bệnh nhân bị thiếu oxy nặng trong khi thở máy thông thường, đặc biệt là khi các phương pháp thay thế như oxygen hóa màng ngoài cơ thể không có sẵn [60]. Một nghiên cứu đang diễn ra, EPOCH, đang so sánh chiến lược ngăn ngừa atelectrauma với áp lực xuyên phổi là 0 cmH2O khi thở ra với áp lực xuyên phổi là 15 khi sử dụng CV và HFOV [47].

Mặc dù con số ít ấn tượng hơn liên quan đến ARDS, vẫn còn những tình huống lâm sàng trong đó HFOV có thể chứng minh được lợi ích [14, 47, 61, 65].

TÓM LƯỢC

HFOV tối đa hóa việc huy động phế nang và là một công cụ tuyệt vời trong huy động phế nang có thể có lợi trong việc ngăn ngừa tổn thương phổi. Chiến lược sử dụng thể tích ít hơn khoảng chết, đồng thời cung cấp mPaw không đổi để duy trì huy động phế nang do đó ngăn ngừa VILI. HFOV duy trì bơm phồng phổi ở mức không đổi; áp lực đường thở ít thay đổi hơn với dao động dòng chảy hình sin để ngăn chặn chu kỳ xẹp phổi của phổi và cung cấp oxy được cải thiện. Để tối ưu hóa oxy, cần điều chỉnh áp lực đường thở trung bình và FiO2. Để tối ưu hóa thông khí, cần điều chỉnh biên độ, rung ngực và Hz. Các bác sĩ lâm sàng cần đánh giá bệnh nhân lưu ý độ rung ngực, vị trí ống nội khí quản và cung cấp liệu pháp hoặc điều chỉnh các cài đặt khi cần thiết dựa trên các phát hiện. ARDS dẫn đến tỷ lệ mắc bệnh và tử vong nghiêm trọng. HFOV là một giải pháp thay thế để điều trị ARDS thông qua việc sử dụng các pha hít vào và thở ra tích cực và thể tích khí lưu thông nhỏ ở mPaw không đổi để hạn chế tổn thương thêm cho phổi khi làm việc trong cửa sổ an toàn. Điều này tối đa hóa việc huy động phế nang và cải thiện oxy hóa. Giảm việc mở và đóng phế nang theo chu kỳ dẫn đến giảm các dấu hiệu viêm. APRV cũng sử dụng cách tiếp cận cửa sổ an toàn bằng cách hạn chế tình trạng quá căng và sử dụng PEEP cao để huy động phế nang. Ở chế độ này, bệnh nhân có thể thở tự nhiên, và cần ít thuốc an thần hơn. Không có bằng chứng hỗ trợ APRV hoặc HFOV liên quan đến tỷ lệ tử vong và bệnh tật.