Thông khí mục tiêu thể tích khí lưu thông: Xử lí sự cố, báo động

Tác giả: Bác sĩ Đặng Thanh Tuấn

Hai cách tiếp cận cơ bản khác nhau để thông khí áp lực dương là có thể. Trong thông khí kiểm soát áp lực (PC), biến kiểm soát chính kiểm soát việc cung cấp khí vào phổi là áp lực hít vào, và thể tích khí lưu thông đưa đến phổi là biến phụ thuộc thay đổi khi bé tự thở và khi thay đổi độ giãn nở phổi và sức cản đường thở. Trong thông khí kiểm soát thể tích (VC), phân phối thể tích khí lưu thông được kiểm soát trực tiếp và áp lực trở thành biến phụ thuộc, thay đổi khi cần thiết để bù cho hơi thở của em bé và khắc phục lực cản và lực đàn hồi của phổi (Hình 1-1).

PC, thông khí theo chu kỳ thời gian, lưu lượng liên tục là tiêu chuẩn chăm sóc trong thông khí sơ sinh trong hơn 30 năm qua vì những nỗ lực đầu tiên trong thông khí VC ở trẻ sơ sinh non tháng không thành công với các thiết bị có sẵn tại thời điểm đó. Những lợi thế cảm nhận của thông khí PC là khả năng kiểm soát trực tiếp áp lực và thời gian hít vào và thông khí mặc dù có rò rỉ lớn xung quanh ống nội khí quản không bóng chèn được sử dụng cho trẻ sơ sinh. Một mối bận tâm với áp lực hít vào cao là thủ phạm chính gây ra tổn thương phổi do máy thở và rò rỉ không khí đã dẫn đến một nỗi sợ áp lực (barophobia) đã ăn sâu, đã tồn tại mặc dù có bằng chứng cho thấy áp lực mà không tạo ra thể tích khí lưu thông quá lớn, không phải là nguyên nhân chính của tổn thương phổi.

LÝ DO CỦA THÔNG KHÍ MỤC TIÊU THỂ TÍCH

Các nghiên cứu tiền lâm sàng chứng minh rõ ràng rằng thể tích khí lưu thông, thay vì áp lực hít vào, là yếu tố quyết định quan trọng của tổn thương phổi do thông khí. Dreyfuss và các đồng nghiệp đã chứng minh vào năm 1988 rằng chấn thương phổi cấp tính nghiêm trọng xảy ra khi thông khí với thể tích khí lưu thông lớn, bất kể thể tích đó được tạo ra bởi áp lực hít vào cao hay thấp[1] (Hình 1-2). Mặt khác, các động vật có thành ngực và cơ hoành bị giới hạn bởi bó bột bên ngoài ít bị tổn thương phổi hơn mặc dù phải chịu áp lực hít vào cao tương tự.[2,3] Thí nghiệm này và các thí nghiệm tương tự khác cho thấy rõ ràng rằng lượng khí lưu thông quá mức, không phải là áp lực, chịu trách nhiệm chính cho chấn thương phổi. Áp lực, mà không có thể tích tương ứng cao, bản thân nó không gây hại cho phổi, mặc dù nó có thể gây tổn thương cho đường thở chưa trưởng thành.

”Thể tích được đưa vào hệ thống dây máy thở là biến kiểm soát chính trong VC. Áp lực hệ thống dây tăng thụ động và đạt đến đỉnh điểm ngay trước khi thở ra. Thiết bị tạo ra bất kỳ áp lực cần thiết để cung cấp thể tích đã đặt. Áp lực hít vào là biến kiểm soát chính trong thông khí PC. Thể tích cung cấp tỷ lệ thuận với áp lực hít vào và độ giãn nở của hệ thống hô hấp; do đó thể tích khí lưu thông sẽ thay đổi theo cơ học hô hấp.”

Một lý do hấp dẫn không kém đối với thông khí nhắm mục tiêu theo thể tích khí lưu thông (VTV) là có bằng chứng rộng rãi rằng cả hypercarbia và hypocarbia đều liên quan đến chấn thương não ở trẻ sơ sinh.[4-8] Mặc dù đã tăng nhận thức về hậu quả bất lợi của nó, tình trạng giảm thông khí không cố ý vẫn là vấn đề phổ biến với thông khí giới hạn áp lực, đặc biệt là giai đoạn sớm trong quá trình lâm sàng khi em bé bắt đầu thở, độ giãn nở phổi thay đổi nhanh chóng để đáp ứng với việc làm sạch dịch phổi, việc dùng chất hoạt động bề mặt và thể tích phổi được tối ưu hóa. Luyt et al. chứng minh rằng 30% trẻ sơ sinh thở máy có ít nhất một khí máu với PaCO2 < 25 torr trong ngày đầu tiên của cuộc đời.[9]

Mặc dù có những khác biệt quan trọng trong cách đạt được mức tăng thể tích với các máy thở khác nhau, nhưng lợi ích chính của VTV có lẽ nằm ở khả năng điều chỉnh và duy trì thể tích khí lưu thông thích hợp (VT), bất kể mục tiêu đó đạt được như thế nào. Khi VT là biến kiểm soát chính, áp lực hít vào sẽ giảm khi độ giãn nở phổi và nỗ lực hít vào của bệnh nhân được cải thiện, dẫn đến áp lực cai dần theo thời gian thực, ngược lại với việc giảm áp lực không liên tục theo đáp ứng với kết quả khí máu đo được. Việc giảm áp lực trong thời gian thực sẽ tránh được VT quá mức và đạt được thời gian thở máy ngắn hơn. Áp lực hít vào cũng sẽ tăng nếu vì một lý do nào đó, khi VT cài đặt không được cung cấp đủ. Hai phân tích tổng hợp bao gồm sự kết hợp của một số phương thức khác nhau của VC và thông khí nhắm mục tiêu thể tích đã ghi nhận một số lợi thế của VC/VTV, so với thông khí giới hạn áp lực, bao gồm giảm đáng kể kết quả tử vong hoặc loạn sản phế quản phổi (BPD), tỷ lệ tràn khí màng phổi thấp hơn, ít bị giảm CO2 máu, giảm nguy cơ xuất huyết não thất nghiêm trọng/nhuyễn hóa chất trắng quanh não thất và thời gian thở máy ngắn hơn đáng kể (Bảng 1-1).[10,11] Những kết quả này rất đáng khích lệ, nhưng có một số giới hạn được nhận ra. Các nghiên cứu bao gồm khá nhỏ, sử dụng nhiều phương thức khác nhau và nhiều kết quả báo cáo trong phân tích tổng hợp không được thu thập hoặc xác định tiền cứu.

”Phù phổi được đánh giá bằng cách đo hàm lượng nước phổi ngoài phổi (Qwl/BW). Những thay đổi về tính thấm được đánh giá bằng cách xác định trọng lượng phổi khô không có máu (DLW/BW) và khoảng phân bố của albumin gắn 125I (khoảng albumin). Thể tích khí lưu thông lớn có liên quan đến mức độ tổn thương phổi cấp tính cao, cho dù nó được tạo ra bởi áp lực hít vào dương cao hay áp lực âm cao. Ngược lại, mặc dù tiếp xúc với áp lực hít vào cao tương tự, khi thể tích khí lưu thông bị giới hạn bởi chuyển động ngực bị giới hạn, có tổn thương phổi cấp tính ít hơn đáng kể. (Chuyển thể từ Dreyfuss D, Soler P, Basset G, Saumon G. Am Rev respir Dis. 1988; 137 (5) : 1159-1164.)”

Trong một số nghiên cứu, các biến khác ngoài thể tích so với mục tiêu áp lực cũng khác nhau. Các nghiên cứu tập trung vào các kết quả sinh lý ngắn hạn, thay vì kết quả chính là BPD. Ngoại trừ một nghiên cứu tiếp theo dựa trên bảng câu hỏi của phụ huynh, không có kết quả phổi hay phát triển dài hạn nào được báo cáo trong bài viết này.

THÔNG KHÍ KIỂM SOÁT THỂ TÍCH SO VỚI THÔNG KHÍ MỤC TIÊU THỂ TÍCH

VC, còn được gọi là máy thở chu kỳ thể tích, máy thở cung cấp một VT đặt sẵn vào hệ thống dây máy thở với mỗi thì hít vào. Về lý thuyết, các máy thở này cho phép người vận hành chọn VT và nhịp hô hấp và do đó trực tiếp kiểm soát thông khí phút. Áp lực tăng một cách thụ động, tỷ lệ nghịch với độ giãn nở của phổi, khi VT được phân phối, đạt đến đỉnh điểm ngay trước khi máy thở ngừng cuối thì hít vào, cho phép có ít thời gian để phân phối khí bên trong. Máy thở cung cấp VT cài đặt vào hệ thống dây máy thở, tạo ra bất kỳ áp lực nào là cần thiết để vượt qua độ giãn nở phổi và sức cản đường thở, đến mức áp lực an toàn, thường đặt ở áp lực > 40 cm H2O. Thời gian hít vào tối đa cũng được cài đặt như một biện pháp an toàn bổ sung. Máy thở sẽ chuyển sang thì thở ra khi cung cấp đủ VT được cài đặt sẵn hoặc khi hết thời gian hít vào tối đa. Loại thứ hai đảm bảo rằng với độ giãn nở phổi rất kém, máy thở không tạo ra thì hít vào rất kéo dài trong nỗ lực cung cấp VT được cài đặt mà không thể đạt được ở giá trị áp lực xả an toàn.

Giới hạn chính của bất kỳ máy thở VC nào là kiểm soát thể tích được bơm vào hệ thống dây máy thở và KHÔNG phải là VT xâm nhập vào phổi bệnh nhân. Giới hạn này dựa trên thực tế là VT được đo ở đầu máy thở của hệ thống dây máy thở và không tính đến việc nén khí trong hệ thống dây máy thở và máy tạo độ ẩm hoặc làm căng hệ thống dây máy thở có tính đàn hồi.[12] Ở những bệnh nhân lớn có ống nội khí quản có bóng chèn (ETTs), tổn thất này không đáng kể và dễ dàng được bù trừ. Nhưng đó không phải là trường hợp ở trẻ non tháng, phổi chỉ là một phần nhỏ của tổng thể tích của hệ thống dây máy thở (Hình 1-3). Hầu hết các máy thở hiện đại đều có cơ chế để bù cho việc độ giãn nở/nén khí, nhưng khả năng này bị phá vỡ với rò rỉ cao xung quanh ETT không bóng chèn được sử dụng ở trẻ sơ sinh. Những giới hạn này có thể được khắc phục ở một mức độ bằng cách sử dụng một cảm biến lưu lượng riêng biệt tại cửa thông khí để theo dõi VT thở ra. Điều này sẽ cho phép người dùng điều chỉnh thủ công VT cài đặt (còn được gọi là Vdel) để đạt được VT thở ra mong muốn. Thật không may, rò rỉ ETT thường là thay đổi, và do đó có thể cần theo dõi và điều chỉnh thường xuyên. Một cách tiếp cận thay thế cho VC là dựa vào đánh giá lâm sàng về mức độ phù hợp của độ nâng lồng ngực và âm thở để đặt Vdel, thường cần được đặt ở mức 10 đến 12 mL/kg, để đạt được VT hiệu quả từ 4 đến 5 mL/kg, và để thực hiện các điều chỉnh tiếp theo dựa trên đo khí máu. Mặc dù có những giới hạn này, VC đã được chứng minh là khả thi ngay cả ở trẻ non tháng khi sử dụng cảm biến lưu lượng ở đường thở mở.[13]

THÔNG KHÍ MỤC TIÊU THỂ TÍCH Ở TRẺ SƠ SINH

Trái ngược với thông khí VC truyền thống, các phương thức thông khí nhắm mục tiêu VT là các sửa đổi của thông khí kiểm soát áp lực được thiết kế để cung cấp VT mục tiêu bằng cách điều chỉnh theo hướng vi xử lý của áp lực hít vào hoặc thời gian hít vào. Một số thiết bị điều chỉnh phân phối VT dựa trên đo lưu lượng trong quá trình hít vào và các thiết bị khác trong khi thở ra. Mỗi cách tiếp cận đều có những ưu điểm và nhược điểm: rò rỉ lớn hơn trong quá trình hít vào và do đó VT thở ra gần đúng hơn với VT thực sự. Việc sử dụng các kết quả VT thở ra để điều chỉnh áp lực đỉnh dựa trên chu kỳ máy thở trước đó, trong khi sử dụng thể tích hít vào có thể kiểm soát cùng chu kỳ, nhưng sau đó không thể bù được rò rỉ ETT trong thời gian thực. Nếu thể tích cung cấp là 10 mL và rò rỉ ETT 50%, thì em bé sẽ chỉ nhận được VT chỉ 5 mL. Khi có rò rỉ ETT lớn, VT thở ra có thể đánh giá thấp thể tích thực và đo VT hít vào sẽ đánh giá quá cao VT thực sự đi vào phổi. Về cân bằng, việc sử dụng VT thở ra dường như mang lại sự cân bằng tốt nhất về an toàn và hiệu quả. Các phương thức mới hơn của VTV đã ngày càng gần giống với thông khí đảm bảo thể tích, tập trung vào VT thở ra, như được mô tả dưới đây.

Thông khí kiểm soát thể tích điều chỉnh thể tích khí được đưa vào đầu gần nhất của hệ thống bộ dây máy thở (VTdelivered). Thể tích khí đi vào phổi (VTLung) bị ảnh hưởng bởi ba yếu tố: (1) độ giãn nở ống (CT), (2) thể tích nén của hệ thống bộ dây máy thở và máy tạo độ ẩm, và (3) cường độ rò rỉ xung quanh ống nội khí quản không bóng chèn (ETT). Ở trẻ sơ sinh, thể tích của phổi chỉ là một phần của thể tích hệ thống bộ dây máy thở/máy tạo độ ẩm và thường có độ giãn nở kém. Do đó, việc mất đi sự nén khí trong hệ thống bộ dây máy thở và sự căng phồng lên hệ thống bộ dây máy thở có độ giãn nở tốt là rất đáng kể. Rò rỉ biến đổi xung quanh ETT làm cho việc bù trừ rất khó khăn.”

THÔNG KHÍ ĐẢM BẢO THỂ TÍCH

Đảm bảo thể tích (VG) là một tùy chọn có sẵn trên Dräger Babylog 8000+, VN 500 (Dräger) và Leoni Plus (Heinen + Löwenstein, không có sẵn ở Hoa Kỳ). Gần đây, một phiên bản của VG đã được triển khai trên máy thở Avea (CareFusion) và GE Engström Carestation (GE). VG có thể được kết hợp với bất kỳ chế độ máy thở cơ bản nào (thông khí bắt buộc liên tục [CMV], hỗ trợ/kiểm soát [AC], thông khí bắt buộc gián đoạn đồng bộ [SIMV], thông khí hỗ trợ áp lực [PSV]). Nó là một hình thức thông khí kiểm soát áp lực, mục tiêu thể tích, chu kỳ theo thời gian hoặc theo lưu lượng. Người vận hành chọn VT mục tiêu và giới hạn áp lực theo đó có thể điều chỉnh áp lực hoạt động của máy thở (áp lực làm việc). Bộ vi xử lý so sánh VT thở ra của hít vào trước đó và điều chỉnh áp lực làm việc lên hoặc xuống để nhắm mục tiêu VT đã cài đặt (Hình 1-4).

Thuật toán giới hạn mức tăng áp lực từ một hít vào đến tỷ lệ phần trăm của lượng cần thiết để đạt được VT mục tiêu để tránh dao động quá mức, tăng tối đa 3 cm H2O. Do đó, với những thay đổi nhanh chóng, lớn trong độ giãn nở hoặc nỗ lực hô hấp của bệnh nhân, một vài chu kỳ là cần thiết để đạt được VT đích. Nếu máy thở không thể đạt được VT mục tiêu với giới hạn áp lực hít vào đã đặt, một báo động VT thấp sẽ phát ra, cảnh báo cho người vận hành rằng cần phải có đánh giá. Phương thức VG, như được thực hiện trên máy thở Dräger Babylog 8000 và VN 500, được thiết kế đặc biệt cho trẻ sơ sinh, sử dụng các biện pháp kiểm soát riêng biệt cho các lần bơm hơi được kích hoạt và không kích hoạt. Đây là một tính năng quan trọng khi thở máy một cách tự nhiên cho trẻ sinh non có nỗ lực hô hấp rất khác nhau, vì như với tất cả các hình thức thông khí đồng bộ, VT được xác định bởi sự kết hợp của áp lực dương từ máy thở và áp lực trong lồng ngực âm do nỗ lực tự phát của trẻ sơ sinh (Hình 1-5).

”Thiết bị so sánh thể tích khí lưu thông đo được với mức mục tiêu và tự động điều chỉnh PIP (áp lực hít vào cao nhất, áp lực làm việc) trong giới hạn định sẵn (từ mức thấp đến mức PEEP – đến mức cao nhất đến mức giới hạn áp lực) để đạt được mức thể tích khí lưu thông được cài đặt bởi người dùng. Việc điều chỉnh PIP là để đáp ứng với thể tích khí lưu thông thở ra để giảm lỗi do rò rỉ ETT. Việc tăng PIP từ chu kỳ này sang chu kỳ tiếp theo được giới hạn để tránh tình trạng quá mức và dao động không mong muốn. Nếu thể tích khí lưu thông vượt quá 130% mục tiêu, hít vào sẽ bị chấm dứt tại thời điểm đó (chức năng giới hạn thể tích an toàn thứ cấp).”

Do đó VG dẫn đến VT ổn định hơn so với các phương thức tương tự sử dụng thuật toán kiểm soát duy nhất (Hình 1-6). Tác động của VG với thuật toán kiểm soát kép so với thông khí PC đơn giản được thấy trong Hình 20-7. Một tính năng an toàn thứ cấp được thiết kế để ngăn chặn việc cung cấp các dòng quá lớn sẽ chấm dứt hít vào trong cùng một chu kỳ nếu mục tiêu VT vượt quá > 30% dựa trên phép đo thể tích hít vào (được điều chỉnh theo độ rò rỉ). Trong khi tỉnh, hít thở chủ động trẻ sơ sinh, sự đóng góp của bệnh nhân thay đổi đối với áp lực xuyên phổi luôn gây nhiễu cho trạng thái cân bằng, khiến VT dao động xung quanh VT đích. Do đó, từ ngữ “đảm bảo thể tích” được cho là một cách hiểu sai. Tuy nhiên, có bằng chứng tốt cho thấy VT hoàn toàn không đổi dẫn đến sự xẹp phổi theo thời gian; do đó, một sự thay đổi sinh lý của VT thực sự là mong muốn.[14]

”A. Vì nỗ lực hô hấp của trẻ non tháng rất khác nhau và không nhất quán, sự đóng góp của trẻ sơ sinh vào áp lực xuyên phổi là khác nhau, do đó dẫn đến thể tích khí lưu thông thay đổi. Trong biểu đồ này, nỗ lực hô hấp của riêng trẻ sơ sinh được vẽ bằng màu xanh lam, chồng lên áp lực máy thở. Sự đóng góp này không được đo hoặc hiển thị bởi máy thở. Khi một trẻ sơ sinh thở chủ động, sự đóng góp chính xác vào áp lực xuyên phổi không thể tính được trước vào chu kỳ máy thở tiếp theo, sẽ có một sự sụt giảm lớn về thể tích khí lưu thông. Máy thở điều chỉnh áp lực làm việc dựa trên thể tích khí lưu thông của chu kỳ trước, nhưng trẻ sơ sinh lại thở l�