Теоретически неинвазивную ИВЛ можно проводить в любом режиме, предусмотренном моделью используемого респиратора. Однако при контроле вдохов по объёму возникает ряд проблем. Поданный в дыхательный контур объём может частично не достичь лёгких из-за утечек. Кроме того, при повышении сопротивления дыхательных путей подача фиксированного объема (потока) приводит к увеличению давления в них. Вследствие этого возможны баротравма лёгких и аэрофагия, а также массивная утечка воздуха из-под маски. Фиксированный поток также не всегда хорошо переносится пациентами. Если больной пытается быстро вдохнуть, то аппарат может не успеть подать ему объём с должной скоростью, что приводит к борьбе больного с респиратором. В связи с описанными недостатками объемной вентиляции в большинстве аппаратов для неинвазивной ИВЛ используют только режимы с контролем доставки дыхательной смеси по давлению.
Рассмотрим подробнее возможности, чаще всего встречающиеся в аппаратах для неинвазивной ИВЛ. Простейший вариант респираторной поддержки — создание постоянного положительного давления в дыхательных путях — CPAP (Continuous Positive Airway Pressure). При этом вентиляция осуществляется за счёт спонтанного дыхания пациента. Положительное влияние CPAP на газообмен объясняется тем, что респиратор подаёт больному постоянный поток дыхательной смеси, создавая внешний PEEP. Последний предотвращает экспираторное закрытие дыхательных путей и, компенсируя ауто-PEEP, облегчает вдох, снижая работу дыхания.
Рассмотрим подробнее механизм положительного лечебного эффекта СРАР. Напомним, что вдох начинается тогда, когда давление в дыхательных путях становится меньше давления во внешней среде. Если рассматривать уровень атмосферного (внешнего) давления как нулевой, то для вдоха необходимо отрицательное давление в трахее. При наличии ауто-PEEP в трахее имеется избыточное положительное давление по сравнению с атмосферным, которое «мешает» поступлению воздуха. В связи с этим для осуществления вдоха больной сначала должен создать разрежение, достаточное для преодоления уровня внутреннего РЕЕР. И только после этого при продолжающемся усилии вдоха создается разница давлений в трахее и во внешней среде: начинается поступление воздуха в дыхательные пути.
При наличии внешнего PEEP, созданного респиратором, воздух в дыхательном контуре находится под положительным давлением по сравнению с атмосферным. Можно сказать, что он «готов» к поступлению в трахею и «стремится» поступить туда, как только появится возможность. Это происходит, как только больной начинает делать вдох. При использовании внешнего РЕЕР пациенту с гиперинфляцией нет необходимости делать значительное усилие для вдоха. Достаточно создать небольшое разрежение, благодаря которому возникает разница внешнего давления и давления в трахее.
Важно заметить, что при правильном выборе уровня внешнего PEEP (СРАР) облегчается также выдох. Для объяснения данного явления пользуются аналогией с водопадом, высоте которого соответствует степень стеноза дыхательных путей (рис. 17). Использование СРАР позволяет предупредить экспираторное закрытие дыхательных путей, поддерживая их в открытом состоянии до самого конца вдоха. Внешняя «подпорка» позволяет стравить весь воздух из легких при выдохе.
Следует учесть, что внешний PEEP не препятствует выходу воздуха из дыхательных путей до тех пор, пока он меньше внутреннего или равен ему. Однако при повышении внешнего PEEP выше ауто-PEEP нарастает гиперинфляция [Tobin M.J., 1989]. Существует много методов подбора оптимального компенсирующего внешнего РЕЕР, описанных в ряде руководств, в том числе в нашей книге «Практический курс ИВЛ». К ним мы и отсылаем заинтересованного читателя. Здесь же упомянем самый простой подход.
Точное измерение внутреннего РЕЕР возможно при создании паузы выдоха путем временной окклюзии колена выдоха дыхательного контура (рис. 18). Во время этой паузы происходит мгновенное уравнивание давления во всей дыхательной системе. Следовательно, регистрируемое возле проксимального конца интубационной трубки давление соответствует значению истинного РЕЕР. Если измеренная величина окажется выше, чем установленный врачом внешний РЕЕР, это означает, что она отражает ауто-РЕЕР. Далее в целях безопасности больного подбирают такой уровень внешнего РЕЕР, который составит примерно 80% от внутреннего.
В случае значительного диспноэ дополнительная вентиляция может быть обеспечена за счёт попеременного создания двух различных уровней давления в дыхательных путях — более высокого на вдохе (IPAP, inspiratory positive airway pressure) и более низкого на выдохе (EPAP, expiratory positive airway pressure). Этот принцип реализован в режиме BiPAP (Bilevel Positive Airway Pressure) . При регистрации дыхательной попытки респиратор повышает давление в дыхательных путях до IPAP. Такое давление поддерживается до тех пор, пока поток не снизится до критического уровня, означающего, что пациент перестал делать вдох (аналог Pressure Support). В ряде респираторов переключение с вдоха на выдох происходит по времени (аналог Pressure Control). После переключения аппарата на выдох давление снижается до уровня EPAP [Hillberg R.E., 1997].
Возможности подавляющего большинства респираторов для неинвазивной вентиляции ограничиваются вентиляцией в CPAP и/или BiPAP. В отдельных моделях реализованы дополнительные режимы. Так, в респираторах Respironics Vision имеется возможность использования режима пропорциональной вспомогательной вентиляции — Proportional Assist Ventilation (PAV). В этом режиме респиратор создаёт давление, пропорциональное потоку кислородно-воздушной смеси. Иными словами, чем сильнее дыхательная попытка больного, тем больше ее поддерживает респиратор. Цель использования режима — обеспечение максимального соответствия респираторной поддержки потребностям больного. Несмотря на теоретическую привлекательность режима, его клиническое значение ещё нуждается в уточнении. В единичных исследованиях показано, что PAV переносится больными лучше, чем Pressure Support, однако других преимуществ метода пока не продемонстрировано [Fernandez-Vivas M., 2003; Gay P.C., 2001; Wysocki M., 2002].
Ряд производителей, таких как Respironics, Puritan Bennet, ResMed, Weimann, пытаются менять алгоритм неинвазивной вентиляции. Традиционно эти алгоритмы называют «modes», т.е. режимами, однако для ясности изложения мы, по аналогии с инвазивной ИВЛ, будем пользоваться более точным термином «алгоритм». Таких алгоритмов предложено три: Timed (T), Spontaneous (S) и Spontaneous/Timed (S/T).
В Т-алгоритме респиратор никак не учитывает спонтанное дыхание больного: он подает механические вдохи независимо от дыхательных попыток. При лечении ХОБЛ такой алгоритм используют редко. Основная область его применения — неинвазивная ИВЛ у пациентов без бульбарных расстройств, которые не могут инициировать вдох. В основном это больные с нейромышечными заболеваниями.
В S-алгоритме все вдохи триггируются больным. Если он не совершает дыхательных попыток, то вентиляции не происходит. Очевидна опасность возникновения эпизодов апноэ в этом варианте респираторной поддержки. Попытка преодолеть этот недостаток сделана при использовании S/T-алгоритма: врач задаёт минимальную частоту дыхания. Пока частота спонтанных дыхательных попыток больше либо равна установленной величине, алгоритм S/T ничем не отличается от S. Однако если пациент начинает дышать реже, респиратор попадёт вдохи с установленной частотой — начинается апнойная вентиляция.
Имеются и другие интересные технические решения. Инженеры компании Weimann предложили режимы SX и SXX, при которых респиратор постепенно «подгоняет» длительность вдоха и выдоха больного под установленные врачом желаемые величины. Осуществляется это путем постепенного изменения длительности фаз дыхательного цикла с шагом, не ощущаемым больным (0,01 мс). Цель использования такого подхода — оптимизировать выдох и снизить гиперинфляцию. Пока не имеется достаточного количества клинических данных, позволяющих судить об эффективности этих оригинальных режимов.