Preview

Медицинский алфавит

Расширенный поиск

Прикладные аспекты респираторной биомеханики (современное состояние проблемы)

https://doi.org/10.33667/2078-5631-2022-9-56-68

Аннотация

Респираторная биомеханика легких описывает статическое и динамическое состояние дыхательной системы человека в норме и при различных патологических состояниях. Оценка показателей респираторной биомеханики является одним из важнейших инструментов для аргументированной оптимизации параметров респираторной поддержки. Современные аппараты искусственной вентиляции располагают широкими возможностями мониторинга биомеханики дыхания, что помогает индивидуально оптимизировать параметры респираторного паттерна пациента. Респираторы экспертного класса предоставляют возможность углубленного мониторинга биомеханики, что крайне актуально при лечении тяжелых дыхательных расстройств. В обзоре представлены основы респираторной биомеханики легких, принципы оценки ее показателей, их интерпретации и реализации в клинической практике.

Об авторах

А. Г. Корякин
ГБУЗ г. Москвы «Городская клиническая больница имени С. П. Боткина Департамента здравоохранения Москвы»; ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Минздрава России
Россия

Корякин Альберт Геннадьевич, врач анестезиолог-реаниматолог отделения реанимации

Москва



А. В. Власенко
ГБУЗ г. Москвы «Городская клиническая больница имени С. П. Боткина Департамента здравоохранения Москвы»; ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Минздрава России
Россия

Власенко Алексей Викторович, д. м. н., лауреат Премии Правительства РФ в области науки и техники, заведующий отделением реанимации

Москва



Е. А. Евдокимов
ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Минздрава России
Россия

Евдокимов Евгений Александрович, д. м. н., проф., заслуженный врач РФ, зав. кафедрой анестезиологии и неотложной медицины, советник ректора

Москва



Е. П. Родионов
ГБУЗ г. Москвы «Городская клиническая больница имени С. П. Боткина Департамента здравоохранения Москвы»; ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Минздрава России
Россия

Родионов Евгений Петрович, к. м. н., зам. гл. врача по анестезиологии и реанимации

Москва



Список литературы

1. Респираторная поддержка пациентов в критическом состоянии. Национальное руководство для врачей под редакцией Е. А. Евдокимова, А. В. Власенко, С. Н. Авдеева, «ГЭОТАР-Медиа», Москва 2021, 448 с.

2. Гайтон А. К. Медицинская физиология. Пер. с англ.; под ред. Кобрина. М.: Логосфера, 2008. 1296 с.

3. Гельфанд Б. Р. Острый респираторный дистресс-синдром. Под ред. Б. Р. Гельфанда, В. Л. Кассиля – М.: Литтерра, 2007. 232 c.

4. Грицан А. И., Колесниченко А. П. Графический мониторинг респираторной поддержки. СПб.: СпецЛит, 2007. 103 с.

5. Сатишур О. Е. Механическая вентиляция легких. Москва: Мед. Лит, 2006. 352 с.

6. Ярошецкий А. И., Проценко Д. Н., Ларин Е. С., Гельфанд Б. Р. Роль оценки статистической петли Давление-объем в дифференциальной диагностике и оптимизации параметров респираторной поддержки при паренхиматозной дыхательной недостаточности. Анестезиология и реаниматология. 2014. № 2. С. 21–26.

7. Ярошецкий А.И., Резепов Н. А., Мендель И. А., Гельфанд Б. Р. Оценка повреждения легких, биомеханики дыхания и рекрутабельности альвеол при вентиляции легких в режиме pressure support ventilation на основе мониторинга трахеального и пищеводного давлений. Анестезиология и реаниматология. 2017. Т. 62, № 2. С. 92–101.

8. Ярошецкий А.И., Грицан А. И., Авдеев С. Н., и др. Диагностика и интенсивная терапия острого респираторного дистресс-синдрома. Анестезиология и реаниматология. 2020. № 2. С. 5–39.

9. Agostoni E., Hyatt R. E. Static behavior of the Respiratory System. Handbook of Physiology, The Respiratory System, Mechanics of Breathing. Bethesda, MD: American Physiological Society, 1986. P. 113–30.

10. Akoumianaki E., Maggiore S. M., Valenza F., et al. The application of esophageal pressure measurement in patients with respiratory failure. Am J Respir Crit Care Med. 2014. Vol. 189, No. 5. Р. 520–31.

11. Albaiceta G. M., Luyando L. H., Parra D., et al. Inspiratory vs. expiratory pressure-volume curves to set end-expiratory pressure in acute lung injury. Intensive Care Med. 2005. Vol. 31, No. 10. Р. 1370–78.

12. Albaiceta G. M., Blanch L., Lucangelo U. Static pressure-volume curves of the respiratory system: were they just a passing fad? Curr Opin Crit Care. 2008. Vol. 14, No. 1. Р. 80–6.

13. Amato M. B. P., Maureen O. M., Slutsky A. S. Driving pressure and survival in the acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med. 2015. Vol. 372. P. 747–55.

14. ARDS Net., Brower R. G., Matthay M. A., et al. Ventilation with lower tidal volumes as compared with traditional tidal volumes for acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med. 2000. Vol. 342, No. 18. Р. 1301–8.

15. Baedorf Kassis E., Loring S. H., Talmor D. Mortality and pulmonary mechanics in relation to respiratory system and transpulmonary driving pressures in ARDS. Intensive Care Med. 2016. Vol. 42, No. 8. Р. 1206–13.

16. Baedorf Kassis E., Talmor D. Clinical application of esophageal manometry: how I do it. Crit Care. 2021 Vol. 25, No. 1. 6.

17. Baydur A., Behrakis P. K., Zin W. A., et al. A simple method for assessing the validity of the esophageal balloon technique. Am Rev Respir Dis. 1982. Vol. 126, No. 5. Р. 788–91.

18. Becher T., van der Staay M., Schädler D., et al. Calculation of mechanical power for pressure-controlled ventilation. Intensive Care Med. 2019. Vol. 45, No. 9. Р. 1321–3.

19. Brochard L. Intrinsic (or auto-) positive end-expiratory pressure during spontaneous or assisted ventilation. Intensive Care Med. 2002. Vol. 28, No. 11. Р. 1552–4.

20. Chiumello D., Consonni D., Coppola S. et al. The occlusion tests and end-expiratory esophageal pressure: measurements and comparison in controlled and assisted ventilation. Ann. Intensive Care. 2016. Vol. 6. 13.

21. Chiumello D., Gotti M., Guanziroli M., et al. Bedside calculation of mechanical power during volume- and pressure-controlled mechanical ventilation. Crit Care. 2020. Vol. 24, No. 1. 412–417.

22. D’Angelo E., Robatto F. M., Calderini E., et al. Pulmonary and chest wall mechanics in anesthetized paralyzed humans. J Appl Physiol Bethesda Md. 1985. Vol. 1991, No. 70. Р. 2602–2610.

23. De Jong A., Cossic J., Verzilli D., et al. Impact of the driving pressure on mortality in obese and non-obese ARDS patients: a retrospective study of 362 cases. Intensive Care Med. 2018. Vol. 44, No. 7. Р. 1106–14.

24. De Jong A., Verzilli D., Jaber S. ARDS in Obese Patients: Specificities and Management. Crit Care. 2019. Vol. 23.

25. Demory D., Arnal J. M., Wysocki M. et al. Recruitability of the lung estimated by the pressure volume curve hysteresis in ARDS patients. Intensive Care Med. 2008. Vol. 34, No. 11. 2019–25.

26. Dexter A. M., Clark K. Ventilator Graphics: Scalars, Loops, & Secondary Measures. Resp Care. 2020. Vol. 65, No. 6. Р. 739–59.

27. Dhand R. Ventilator Graphics and Respiratory Mechanics in the Patient with Obstructive Lung Disease. Respiratory Care. 2005. Vol. 50, No. 2. Р. 246–61.

28. Dianti J., Matelski J., Tisminetzky M., et al. Comparing the Effects of Tidal Volume, Driving Pressure, and Mechanical Power on Mortality in Trials of Lung-Protective Mechanical Ventilation. Respir Care. 2021. Vol. 66, No. 2. Р. 221–7.

29. Formenti P., Graf J., Santos A., et al. Non-pulmonary factors strongly influence the stress index. Intensive Care Med. 2011. Vol. 37, No. 4. Р. 594–600.

30. Fumagalli J., Berra L., Zhang C., et al. Transpulmonary Pressure Describes Lung Morphology During Decremental Positive End-Expiratory Pressure Trials in Obesity. Crit Care Med. 2017. Vol. 45, No. 8. Р. 1374–81.

31. Gattinoni L., Caironi P., Pelosi P., Goodman L. R. What has computed tomography taught us about the acute respiratory distress syndrome? Am J Respir Crit Care Med. 2001. Vol. 164, No. 9. Р. 1701–11.

32. Gattinoni L., Marini J. J., Pesenti A. et al. The «baby lung» became an adult. Intensive Care Med. 2016. Vol. 42, No. 5. Р. 663–673.

33. Gattinoni L., Tonetti T., Cressoni M., et al. Ventilator-related causes of lung injury: the mechanical power. Intensive Care Med. 2016. Vol. 42, No. 10. Р. 1567–1575.

34. Gilstrap D., MacIntyre N. Patient-ventilator interactions. Implications for clinical management. Am J Respir Crit Care Med. 2013. Vol. 188, No. 9. Р. 1058–1068.

35. Giosa L. Busana M., Pasticci I., et al. Mechanical power at a glance: a simple surrogate for volume-controlled ventilation. ICMx. 2019. No. 7. 61.

36. Grasso S., Stripoli T., De Michele M., et al. ARDSnet ventilatory protocol and alveolar hyperinflation: role of positive end-expiratory pressure. Am J Respir Crit Care Med. 2007. Vol. 176, No. 8. P. 761–767.

37. Grasso S., Terragni P., Birocco A., et al. ECMO criteria for influenza A (H1N 1)-associated ARDS: role of transpulmonary pressure. Intensive Care Med. 2012. Vol. 38, No. 3. Р. 395–403.

38. Grinnan D. C., Truwit J. D. Clinical review: respiratory mechanics in spontaneous and assisted ventilation. Crit Care. 2005. Vol. 9, No. 5. P. 472–484.

39. Guérin C., Papazian L., Reignier J., et al. Effect of driving pressure on mortality in ARDS patients during lung protective mechanical ventilation in two randomized controlled trials. Crit Care. 2016. Vol. 20, No. 1. 384.

40. Hamahata N. T., Sato R. S., Daoud E. G. Go with the flow – clinical importance of flow curves during mechanical ventilation: A narrative review. Can J Respir Ther. 2020. Vol. 56. P. 11–20.

41. Harris R. S. Pressure-volume curves of the respiratory system. Respir Care. 2005. Vol. 50, No. 1. P. 78–99.

42. Henderson W. R., Dominelli P. B., Molgat-Seon Y., et al. Effect of tidal volume and positive end-expiratory pressure on expiratory time constants in experimental lung injury. Physiol Rep. 2016. Vol. 4, No. 5.

43. Hess D. R., Medoff B. D., Fessler M. Pulmonary mechanics and graphics during positive pressure ventilation. Int Anesthesiol Clin. 1999. Vol. 37, No. 3. Р. 15–34.

44. Hess D. R., Bigatello L. M. The chest wall in acute lung injury/acute respiratory distress syndrome. Curr Opin Crit Care. 2008. Vol. 14, No. 1. Р. 94–102.

45. Hess D. R. Approaches to conventional mechanical ventilation of the patient with acute respiratory distress syndrome. Respir Care. 2011. Vol. 56, No. 10. Р. 1555–72.

46. Hess D. R. Respiratory Mechanics in Mechanically Ventilated Patients. Respiratory Care. 2014. Vol. 59, No. 11. Р. 1773–94.

47. Hickling K. G. The pressure-volume curve is greatly modified by recruitment: A mathematical model of ards lungs. Am J Respir Crit Care Med. 1998. Vol. 158, No. 1. P. 194–202.

48. Hickling K. G. Best compliance during a decremental, but not incremental, positive end-expiratory pressure trial is related to open-lung positive end- expiratory pressure: A mathematical model of acute respiratory distress syndrome lungs. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2001. Vol. 163, No. 1. P. 69–78.

49. Holzapfel L., Robert D., Perrin F., et al. Static pressure-volume curves and effect of positive end-expiratory pressure on gas exchange in adult respiratory distress syndrome. Crit Care Med. 1983. Vol. 11, No. 8. Р. 591–7.

50. Iotti G. A., Braschi A., Brunner J. X., et al. Respiratory mechanics by least squares fitting in mechanically ventilated patients: applications during paralysis and during pressure support ventilation. Intensive Care Med. 1995. Vol. 21, No. 5. Р. 406–13.

51. Iotti G. A., Braschi A. Measurements of respiratory mechanics during mechanical ventilation. Rhäzüns: Hamilton Medical Scientific Library, 1999. 154 p.

52. Jubran A., Tobin M. J. Use of flow-volume curves in detecting secretions in ventilator-dependent patients. Am J Respir Crit Care Med. 1994. Vol. 150, No. 3. Р. 766–9.

53. Jubran A., Tobin M. J. Monitoring during mechanical ventilation. Clin Chest Med. 1996. Vol. 17, No. 3. P. 453–73.

54. Junhasavasdikul D., Telias I., Grieco D. L., et al. Expiratory Flow Limitation During Mechanical Ventilation. Chest. 2018. Vol. 154, No. 4. Р. 948–62.

55. Kaminsky D. A. What Does Airway Resistance Tell Us About Lung Function? Respiratory Care. 2012. Vol. 57, No. 1. Р. 85–99.

56. Laffey J. G., Bellani G., Pham T., et al. Potentially modifiable factors contributing to outcome from acute respiratory distress syndrome: the LUNG SAFE study. Intensive Care Med. 2016. Vol. 42 No. 12. Р. 1865–76.

57. Lessard M. R., Lofaso F., Brochard L. Expiratory muscle activity increases intrinsic positive end-expiratory pressure independently of dynamic hyperinflation in mechanically ventilated patients. Am J Respir Crit Care Med. 1995. Vol. 151, No. 2, р. 1. Р. 562–9.

58. Lucangelo U., Bernabé F., Blanch L. Respiratory mechanics derived from signals in the ventilator circuit. Respir Care. 2005. Vol. 50, No. 1. Р. 55–65.

59. Lucangelo U., Bernabè F., Blanch L. Lung mechanics at the bedside: make it simple. Curr Opin Crit Care. 2007. Vol. 13, No. 1. P. 64–72.

60. Marini J. J., Ravenscraft S. A. Mean airway pressure: physiologic determinants and clinical importance-Part 2: Clinical implications. Crit Care Med. 1992. Vol. 20, No. 11. Р. 1604–16.

61. Mauri T. Personalized Positive End-Expiratory Pressure and Tidal Volume in Acute Respiratory Distress Syndrome: Bedside Physiology-Based Approach. Crit Care Explor. 2021. Vol. 3. No. 7. e0486.

62. Mauri T., Yoshida T., Bellani G., et al. Esophageal and transpulmonary pressure in the clinical setting: meaning, usefulness and perspectives. Intensive Care Med. 2016. Vol. 42, No. 9. Р. 1360–73.

63. Mead J., Martin H. Principles of Respiratory Mechanics. Phys. Therapy. 1968. V. 48, No. 5. P. 478–494.

64. Mortola J. P. How to breathe? Respiratory mechanics and breathing pattern. Respiratory physiology & neurobiology. 2019. Vol. 261. P. 48–54.

65. Owens R. L., Hess D. R., Malhotra A., et al. Effect of the chest wall on pressure-volume curve analysis of acute respiratory distress syndrome lungs. Crit Care Med. 2008. Vol. 36, No. 11. Р. 2980–5.

66. Pelosi P., Ball L. Should we titrate ventilation based on driving pressure? Maybe not in the way we would expect. Ann Transl Med. 2018. Vol. 6, No. 19. 389.

67. Pelosi P., Ball L., Barbas C. S. V. et al. Personalized mechanical ventilation in acute respiratory distress syndrome. Crit Care. 2021. Vol. 25.

68. Pirrone M., Fisher D., Chipman D., et al. Recruitment Maneuvers and Positive End-Expiratory Pressure Titration in Morbidly Obese ICU Patients. Crit Care Med. 2016. Vol. 44, No. 2. Р. 300–7.

69. Ranieri V. M., Giuliani R., Fiore T., et al. Volume-pressure curve of the respiratory system predicts effects of PEEP in ARDS: “occlusion” versus “constant flow” technique. Am J Respir Crit Care Med. 1994. Vol. 149 No. 1. P. 19–27.

70. Ranieri V. M., Zhang H., Mascia L., et al. Pressure-time curve predicts minimally injurious ventilatory strategy in an isolated rat lung model. Anesthesiology. 2000. Vol. 93, No. 5. Р. 1320–28.

71. Sarge T., Baedorf-Kassis E., Banner-Goodspeed V., et al. Effect of Esophageal Pressure-guided Positive End-Expiratory Pressure on Survival from Acute Respiratory Distress Syndrome: A Risk-based and Mechanistic Reanalysis of the EPVent-2 Trial. Am J Respir Crit Care Med. 2021. Vol. 204, No. 10. Р. 1153–63.

72. Sahetya S. K., Brower R. G. The promises and problems of transpulmonary pressure measurements in acute respiratory distress syndrome. Curr Opin Crit Care. 2016 Vol. 22, No.1. Р. 7–13.

73. Serpa Neto A., Deliberato R. O., Johnson A. E.W., et al. Mechanical power of ventilation is associated with mortality in critically ill patients: an analysis of patients in two observational cohorts. Intensive Care Med. 2018. Vol. 44, No. 11. Р. 1914–22.

74. Simonis F. D., Barbas C. S.V., Artigas-Raventós A., et al. Potentially modifiable respiratory variables contributing to outcome in ICU patients without ARDS: a secondary analysis of PRoVENT. Ann Intensive Care. 2018. Vol. 8, No. 1. 39.

75. Stahl C. A., Möller K., Schumann S., et al. Dynamic versus static respiratory mechanics in acute lung injury and acute respiratory distress syndrome. Crit Care Med. 2006. Vol. 34, No. 8. Р. 2090–8.

76. Stenqvist O. Practical assessment of respiratory mechanics. Br J Anaesth. 2003. Vol. 91, No. 1. Р. 92–105.

77. Stenqvist O., Odenstedt H., Lundin S. Dynamic respiratory mechanics in acute lung injury/acute respiratory distress syndrome: research or clinical tool? Current Opinion in Critical Care. 2008. Vol. 14, No. 1. Р. 87–93.

78. Sun X. M., Chen G. Q., Chen K., et al. Stress index can be accurately and reliably assessed by visually inspecting ventilator waveforms. Respir Care. 2018. Vol. 63, No. 9. Р. 1094–101.

79. Talmor D., Sarge T., Malhotra A., et al. Mechanical ventilation guided by esophageal pressure in acute lung injury. N Engl J Med. 2008. Vol. 359, No. 20. Р. 2095–104.

80. Terragni P. P., Rosboch G., Tealdi A., et al. Tidal hyperinflation during low tidal volume ventilation in acute respiratory distress syndrome. Am J Respir Crit Care Med. 2007. Vol. 175, No. 2. Р. 160–6.

81. Terragni P., Bussone G., Mascia L. Dynamic airway pressure-time curve profile (Stress Index): a systematic review. Minerva anestesiol. 2016. Vol. 82, No. 1. P. 58–68.

82. Tobin M. J. Respiratory monitoring in the intensive care unit. Am Rev Respir Dis. 1988. Vol. 138, No. 6. Р. 1625–42.

83. Tobin M. J., Lodato R. F. PEEP, Auto-PEEP, and Waterfalls. Chest. 1989. Vol. 96, No. 3. P. 449–51.

84. Tonetti T., Vasques F., Rapetti F, et al. Driving pressure and mechanical power: new targets for VILI prevention. Ann Transl Med. 2017. Vol. 5, No. 14. 286.

85. Vieillard-Baron A., Prin, S., Chergui, K. et al. Early patterns of static pressure – volume loops in ARDS and their relations with PEEP-induced recruitment. Intensive Care Med. 2003. Vol. 29, No. 11. Р. 1929–35.

86. Vieira S. R., Puybasset L., Lu Q., et al. A scanographic assessment of pulmonary morphology in acute lung injury. Significance of the lower inflection point detected on the lung pressure-volume curve. Am J Respir Crit Care Med. 1999. Vol. 159, No. 5, pt. 1. P. 1612–23.

87. West J. B., Respiratory Physiology: The essentials, 4th Ed, 2000, Williams and Wilkins.

88. Wilkins R. L., Stoller J. K., Kacmarek R. M. Egan’s fundamentals of respiratory care, ed 9. St Louis, Mosby, 2009.

89. Yoshida T., Torsani V., Gomes S., et al. Spontaneous effort causes occult pendelluft during mechanical ventilation. Am J Respir Crit Care Med. 2013. Vol. 188, No. 12. Р. 1420–7.

90. Yoshida T., Brochard L. Esophageal pressure monitoring: why, when and how? Curr Opin Crit Care. 2018. Vol. 24, No. 3. Р. 216–22.


Рецензия

Для цитирования:


Корякин А.Г., Власенко А.В., Евдокимов Е.А., Родионов Е.П. Прикладные аспекты респираторной биомеханики (современное состояние проблемы). Медицинский алфавит. 2022;(9):56-68. https://doi.org/10.33667/2078-5631-2022-9-56-68

For citation:


Koryakin A.G., Vlasenko A.V., Evdokimov E.A., Rodionov E.P. Applied aspects of respiratory biomechanics (current state of problem). Medical alphabet. 2022;(9):56-68. (In Russ.) https://doi.org/10.33667/2078-5631-2022-9-56-68

Просмотров: 392


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2078-5631 (Print)
ISSN 2949-2807 (Online)