1. Ventilator 원리 및 목적
1) 호흡의 역학
| 정상 호흡 | 인공 호흡 |
| Negative pressure ventilation | Positive pressure ventilation |
| 흉곽용량증가 -> 흉곽 내압 감소 음의 흉곽 내압 압력 차는 폐의 위쪽에서 아래쪽으로 갈수록 점점 증가 |
호흡 전 과정 동안 흉곽 내압이 양압 유지 |
| 공기의 흐름은 혈류가 풍부한 폐의 기저부로 향함 | 공기의 흐름은 저항이 가장 적은 경로를 통해 흐름 공기는 혈류가 없거나 적은 폐의 영역으로 분포 |
2) 정상 호흡 vs 양압 호흡
| 정상 호흡 | 양압 호흡 | |
| 흡기 | 주로 횡격막 수축에 의한 흉곽 내 음압 형성으로 대기압과의 차이만큼 흡입이 이루어지는 active motion | 기계로부터 설정된 양압이 폐포로 전달 |
| 호기 | 주로 폐포의 탄력성(elastic recoil)에 이루어지는 passive motion | 외부로부터의 양압 전달이 차단된 상태로 자발 호흡과 같이 폐포의 탄력성에 의해 유발 |
3) Mechanical ventilation의 생리적 영향
- 심장 : cardiac tamponade(심장눌림증)와 같은 생리 현상 초래, 폐혈관 저항 증가
- 양압환기, PEEP 적용 -> 흉곽 내 압력 증가 -> 우심방 압력 증가 -> 정맥 환류 감소 -> 우, 좌심실 확장기말 용적 감소 -> 심박출량 감소 -> HR, BP 감소
- 간
- 횡격막 기계적 하강 -> 간 실질 압박 -> 간접적 복압 증가 -> 간내 혈관압 증가
- 위장관
- 동맥압 감소 -> 위장혈류 감소 -> 위장 점막 허혈 유발 -> 스트레스성 궤양
- 신장
- 신 혈류 감소 -> 소변량 감소
4) Mechanical ventilation의 목적
- 동맥혈 산소화의 개선
- 호흡 일 감소
- 폐포 환기 조절
2. Ventilator Mode
1) CMV mode (Controlled Mechanical Ventilation)
- 호흡 능력이 없는 환자에게 적용, ventilator가 환자의 호흡을 완벽하게 통제함(100% 기계적 호흡)
- PCV(Pressure Controlled Ventilaton)
- 설정된 airway pressure가 흡기의 목표인 환기양식
- 장점 : 기도 압력을 설정하여 최대 기도압 제한
- 단점 : 일정하지 않은 일회 호흡량, fighting 발생 -> 환자 호흡과의 마찰
- monitoring : VTE 변화 확인하기!
- VCV(Volume Controlled Ventilation)
- 설정된 일회 호흡용적이 흡기의 목표인 환기양식
- 장점 : 정해진 일회 호흡량 유지로 환자의 lung 상태와 상관없이 lung volume 유지, 간단하고 신뢰할 수 있음
- 단점 : 과도한 기도 압력의 발생
- monitoring : VTI = VTE & pPeak 값 확인하기!
2) SIMV mode (Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation)
- 일정 시간 동안 환자의 호흡에 맞추어 호흡하고 호흡이 없다면 강제 호흡을 시행하는 양식(기계호흡 + 자발호흡)
- 장점 : 근이완제 및 수면제 사용 감소, 낮은 평균 기도압 유지, weaning 촉직
- 단점 : 이산화탄소 증가 위험성, 호흡일의 증가, 호흡근 피로
- monitoring : 환자의 자발 호흡 정도 확인(V/S check)
3) PSV mode
- 환자가 흡기 노력을 시작하면 ventilator가 이를 감지하여 사용자가 설정한 기도압까지 올려 흡기를 도와줌(100% 자발호흡)
- 호흡수는 순전히 환자에 의해서 결정됨
- 적용 환자 : 자발 호흡 가능한 환자, 주로 weaning 시에 적용함
- 장, 단점 : 환자의 편암함, 호흡일 감소, 호흡중추가 불안정하거나 sedation 깊게 된 환자에게는 적용이 곤란함
- monitoring : apnea 유무 및 mode 적정성 평가하기
4) CPAP(Continuous Positive Airway Pressure)
- base line 으로 상승된 양압에서 자발적 호흡을 하는 양식, PSV를 0으로 설정하는 경우
- 환자 자신의 호흡에 따라 PEEP을 적용하는 것
- Functional Residual Capacity를 증가시키는 효과
- 산소화 유지를 위해 Positive pressure는 필요하지만 기계 호흡은 필요하지 않은 경우에 사용
3. Ventilator Setting
1) 일회 호흡 용적(Tidal volume)
- 1회 호흡 시 환자에게 전달되는 공기의 양
- 정상 폐의 경우 6-8mL/IBW kg 정도
2) 호흡 횟수(Respiration rate)
- 12-20회/분
- 질환에 따라 조절
3) 흡입 산소 농도(FiO2)
- 환자에게 투여하는 산소의 농도
- 산소 독성 예방을 위해 60% 이하로 설정하기
- ABGA f/u 하여 질환 및 연령에 따라 적정 수준 유지하기
4) 흡기 대 호기 비율(I:E)
- 일반적으로 1:2(I:E)
- 흡기는 보통 1초, 폐가 나쁜 환자는 흡기 시간에 신경 쓰기
- COPD 환자는 호기비율 높아지게 설정 -> 1:3, 심할경우는 이보다 더 높게 설정
5) 호기말 양압(PEEP)
- Positive end expiratory pressure
- 호기 말 기도 내에 압력을 가하여 폐를 팽창시키는 환기 방식
- 허탈된 폐포를 개방하여 PaO2 수준을 개선시킴
- 흉곽 내압에 영향을 미치므로 혈압을 저하시킬 수 있어 적용시에 주의하기
6) Trigger
- 환자의 자발 호흡을 ventilator가 감지하기 위한 설정
- 환자의 호흡 시작을 압력(pressure) or 기류(flow) 변화 2가지 중에서 사용자가 선택할 수 있으며 일반적으로 압력방식보다 기류감지 방식이 환자가 더 편안함, but 방식보다는 설정값의 적정 정도가 더 중요함.
- 숫자가 높을수록(예민도 내림) 환자는 첫 호흡시작을 하기 힘듬
- 숫자를 내릴수록(예민도 올림) 환자는 편안하지만 무조건 내리면 안됨
- Trigger 적정치 : pressure :1.5~2/ flow : 3~5
7) Psupport
- 환자의 자발호흡의 흡기동안 support 되는 pressure(above peep)
- 일반적으로 10~15cmH2O정도로 setting
- 20cmH2O 이상은 효과적이지 않으며 이때는 ACMV mode로 변환해주는 것이 효과적임
4. Ventilator Monitoring Data
1) 호기 일회 호흡량(VTE : exp. Tidal volume) : 호기 쪽에서 측정되는 호흡량
2) 최고 압력(pPeak : peak pressure) : 환자 호흡 동안(흡기)에 측정된 최고 압력
3) 누출량(Vleak : leakage volume) : insp. TV과 exp. TV의 차이
4) 전체 호흡수(fTotal : total frequency) : 1분 동안 기계 호흡과 환자의 자발 호흡을 합한 횟수
5) 자발 호흡수(fspont : spontaneous frequency) : 1분 동안 환자의 자발 호흡 횟수
6) 분당 환기량(Exp. MV : Exp. Minute volume) : 1분 동안 폐로 들어오고 나간 공기의 총량, TV 400mL, RR 10회/분 일 때 MV = 400x10= 4000mL = 4L가 됨
7) 측정 산소 농도(Oxygen) : 환자에게 전달되는 산소의 농도를 측정하여 표시
8) 흡기 시간(TI : inspiration time) : 측정되는 환자의 흡기 시간
9) 호기 시간(TE : expiration time) : 측정되는 환자의 호기 시간