Буквальный перевод термина «серворежимы» - режимы обратной связи с больным. В широком понимании этого слова любой вспомогательный режим – это обратная связь с больным. Еще большую степень «взаимного общения» респиратора и больного можно наблюдать при использовании двойных режимов. Однако традиционно понятие серворежимов относится к тем режимам, которые обеспечивают гарантированный минутный объем дыхания. Респиратор подбирает необходимую частоту дыхания при заданном объеме или дыхательный объем при заданной частоте.

5.4.1. Режим Mandatory Minute Ventilation (ММV)

Режим гарантированной минутной вентиляции – Mandatory Minute Ventilation (MMV) – является модификацией режима Volume Control, реализуемого в алгоритме SIMV.

Существует две модификации режима. В первом варианте врач задает величину объема обязательного вдоха и частоту его подачи. В зависимости от заданной частоты респиратор формирует временные промежутки, в каждом из которых подается один обязательный вдох. За время, оставшееся от обязательного вдоха, в каждом промежутке есть возможность подачи вдохов по требованию в режиме Pressure Support. Если у больного есть собственная дыхательная активность, то минутная вентиляция складывается из двух составляющих: объема кислородно-воздушной смеси, поступившей при обязательных вдохах и объема смеси, поступившей при вдохах по требованию. Кроме того, в режиме MMV врач задает дополнительный параметр – гарантированный минутный объем вентиляции. Если истинный МОД больного равен или превышает гарантированный объем, то режим MMV ничем не отличается от Volume Control в алгоритме SIMV в сочетании с Pressure Support. Однако если больной перестает совершать дыхательные попытки, то реальный МОД снижается за счет исчезновения той его составляющей, которая обеспечивалась вдохами по требованию. В обычном Volume Control SIMV респиратор подаст тревогу, и врач должен будет увеличить частоту обязательных вдохов. В режиме MMV респиратор примет такое решение самостоятельно. При появлении дыхательной активности больного респиратор вновь уменьшит число обязательных вдохов (рис. 5.4).

Во втором варианте режима врач тоже устанавливает величину объема обязательного вдоха и частоту его подачи. Умножение величины заданного дыхательного объема на заданную частоту дыхания определяет гарантированный минутный объем вентиляции. Если больной дышит сам в режимах CPAP или Pressure Support и обеспечивает минутный объем вентиляции, который равен или выше гарантированного, то число подаваемых объемных машинных вдохов будет равняться нулю. Если самостоятельное дыхание больного обеспечивает МОД, который ниже гарантированного, то респиратор включает режим Volume SIMV. Частота обязательных вдохов в этом случае - от нуля до заданной врачом при установке режима величины (рис. 5.5).

Разница между вариантами режима MMV состоит в том, в первой модификации частота объемных механических вдохов равняется заданной врачом и может быть выше этой величины, а во втором варианте - колеблется от нуля до установленной врачом величины.

Преимущества режима. Режим позволяет оперативно реагировать на изменения минутной вентиляции, что предупреждает развитие гипоксии и гиперкапнии.

Недостатки режима. Недостатком режима является возможность сохранения заданного МОД за счет избыточной частоты дыхания. Тахипноэ приводит к чрезмерной вентиляции дыхательного мертвого пространства, снижению эффективности оксигенации и нарастанию гиперкапнии, а также к развитию внутреннего РЕЕР. Указанный недостаток частично компенсируется корректными установками тревоги верхнего предела частоты дыхания.

Показания к использованию режима MMV: необходимость гарантированного минутного объема при высоком риске развития внезапного апноэ. Такая ситуация нередка в послеоперационном периоде и при отравлении психотропными препаратами.

Стандартные установки респиратора в режиме MMV. Обязательный вдох: дыхательный объем - 8-9 мл/кг (обычно 600-700 мл), частота вдохов - 12-14 в 1 мин, РЕЕР – 5-8 см вод. ст., чувствительность – 3-4 см вод. ст. или 1,5 – 2 л/мин, форма потока – нисходящая. Скорость пикового потока – 35-40 л/мин. Отношение вдоха к выдоху – 1:2. У пациентов с затруднением выдоха скорость потока может быть увеличена до 70-90 л/мин, а отношение вдоха к выдоху - уменьшено до 1:3 – 1:4. Пауза вдоха – 0,1-0,3 с. Устанавливаемый гарантированный минутный объем при первом способе – 10 л/мин.
Вдох по требованию: давление вдоха (P_insp) – 15-18 см вод. ст., РЕЕР – 5-8 см вод. ст., чувствительность – 3-4 см вод. ст. или 1,5-2 л/мин.
Тревоги: P_max – 30 см вод. ст. Величина остальных отличается от реальных показателей минутного и дыхательного объема, частоты дыхания, давления в дыхательных путях и РЕЕР на 15-20%.

5.4.2. Режим Volume Support

Режим поддержки объемом представляет собой модификацию Pressure Support. После вдоха с поддержкой давлением респиратор анализирует выдыхаемый больным объем и рассчитывает динамическую податливость легких. На основе этих расчетов респиратор производит серию вдохов в режиме Pressure Support и постепенно подбирает такую величину поддержки давлением, которая позволит обеспечить заданный врачом дыхательный объем (рис. 5.6). Обязательным условием является сохранение заданной врачом частоты дыхания. В связи с этим второе название режима – вентиляция с заданной частотой (Mandatory Rate Ventilation, MRV).

Показания к использованию режима Volume Support аналогичны таковым режима MMV.

Стандартные установки респиратора в режиме Volume Support: дыхательный объем - 8-9 мл/кг, начальное давление вдоха (P_insp) – 15-18 см вод. ст., РЕЕР – 5-8 см вод. ст., чувствительность – 3-4 см вод. ст. или 1,5-2 л/мин. Частота дыхания – 12 в мин. Тревоги: P_max – 30 см вод. ст.

Коммерческие названия режима: PSVG (Pressure Support Volume Garantee) – режим вентиляции изменяющейся поддержки давлением с гарантированным дыхательным объемом, VPS (Variable Pressure Support) - режим вентиляции изменяющейся поддержки давлением, APV (Adaptive Pressure Ventilation) – режим адаптивной вентиляции по давлению.

5.4.3. Adaptive Support Ventilation (ASV)

Режим адаптивной поддерживающей вентиляции (Adaptive Support Ventilation - ASV) является дальнейшим развитием идеи серворежимов, в частности режима MMV. Для того чтобы избежать главного недостатка MMV - развития тахипноэ, используется так называемый целевой паттерн дыхания.

Физиологическим основанием для разработки режима служит тот факт, что любой живой организм стремится оптимизировать работу дыхания. Предполагается, что оптимум отмечается при соблюдении следующего условия: необходимый больному МОД должен быть обеспечен при минимально возможном давлении в дыхательной системе и за счет вдохов с оптимальной частотой. Оптимум частоты определяется необходимостью преодолеть эластическую и резистивную нагрузку (рис. 5.7). Известно, что чем выше частота дыхания, тем больше затраты энергии на преодоление сопротивления дыхательных путей и тем меньше совершается работа по компенсации эластичности легких. Верно и обратное.

При снижении частоты дыхания нарастает работа, направленная на компенсацию эластичности и уменьшается – на преодоление сопротивления. В связи с этим оптимальная частота дыхания обеспечивает наименьшую работу на преодоление нагрузки обоих типов.

Рассмотрим подробнее установки режима ASV. Врач устанавливает три основных параметра: идеальную массу тела больного, желаемую минутную вентиляцию (в процентах от минутного объема, рассчитанного респиратором на основании массы больного) и предел тревоги верхнего давления. После этого респиратор производит тестовые вдохи в режиме Pressure Control, подбирая оптимальное сочетание частоты дыхания (f) и давления в дыхательных путях. В зависимости от податливости легких создаваемое давление в дыхательных путях определяет величину дыхательного объема (V_T).

Число возможных комбинаций f и V_T ограничено следующим рамками:
1. верхний предел величины V_T ограничен установками массы больного и максимальной величины давления. Максимально возможный V_T составляет 22 мл/кг, максимальная величина давления – 30 см вод.ст.;
2. нижняя граница V_T – 4,4 мл/кг - представляет собой величину, в два раза большую дыхательного мертвого пространства больного;
3. нижняя граница частоты дыхания – 5 раз в мин;.
4. самый сложный алгоритм используют при расчете верхнего предела частоты дыхания.
Респиратор принимает во внимание два условия. Первое – максимальная частота дыханий должна быть частным от деления выбранного врачом минутного объема дыхания (V_E) на минимальный дыхательный объем (4,4 мл/кг):

f _max = V_E : V_{T min}

Если выбранный МОД установлен слишком большим, вступает в силу второе условие: больной должен успеть выдохнуть введенный при вдохе объем воздуха. Для осуществления выдоха необходимо время, зависящее от такого физиологического показателя, как «постоянная времени выдоха», обозначаемого в физиологической литературе греческой буквой τ (тау). Величина τ рассчитывается как произведение податливости легких и сопротивления дыхательных путей:

τ = С x R

Из формулы ясно, что чем жестче легкие, тем ниже их податливость и тем меньше величина τ. Верно также следующее утверждение: чем больше сопротивление дыхательных путей, тем больше τ.

Для того чтобы больной успел выдохнуть 90% дыхательного объема, нужно время, составляющее 2 τ. Для выдоха 99% дыхательного объема необходимое время составляет 3 τ. Непрерывно анализируя сопротивление и податливость легких, респиратор вычисляет показатель 2 τ. Частное от деления 60 с на указанную величину определяет максимальную частоту дыхания.

После определения оптимальной частоты дыхания и дыхательного объема респиратор использует своеобразный алгоритм SIMV. Особенность алгоритма заключается в том, что характер подаваемого вдоха зависит от наличия дыхательных попыток больного. Если попыток нет, механическая вентиляция происходит в режиме Pressure Control. Если спонтанная дыхательная активность есть, то ИВЛ проводится в режиме Pressure Support. У врача в дополнение к основным установкам режима ASV есть возможность регулировать величину РЕЕР, FiO₂ и наклон восходящей части кривой давления.

Настроенный таким образом алгоритм ИВЛ проверяется в каждом дыхательном цикле и корригируется в соответствие с изменениями динамической податливости легких и величины τ. Дополнительная коррекция параметров режима ASV должна быть произведена врачом после анализа газового состава крови. Суть коррекции заключается в основном в изменении целевых установок желаемой минутной вентиляции. Величину V_E в процентах от идеального показателя увеличивают при гиперкапнии и гипоксемии, снижают – при гипокапнии.

Преимущества режима ASV заключаются в возможности подбора оптимального алгоритма вентиляции при сохранении безопасных величин давления и объема в дыхательных путях, предупреждающих баро- и волюмотравму, а также непреднамеренное развитие ауто-РЕЕР.

Недостатки режима соответствуют таковым у Pressure Control и Pressure Support. Кроме того, при расчете параметров вентиляции используют нормальные значения дыхательного мертвого пространства. Очевидно, что при патологии величина этого пространства может увеличиваться. Небольшой опыт использования режима ASV в клинической практике не позволяет сделать более определенных выводов о его позитивных и негативных особенностях.