Principy umělé plicní ventilace u chronické obstrukční plicní nemoci

Principles of mechanical ventilation in chronic obstructive pulmonary disease

Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) has become the fourth most frequent cause of death in the European Union and in 2020 it may reach the third place. The treatment cost amounts to € 38.6 billion a year. In the cases when conservative and oxygen therapy do not achieve a sufficient effect and progressive respiratory failure appears, it is necessary to decide about the respiratory support and its form in a timely manner. The mechanical ventilation strategy can be divided into non-invasive and invasive. Non-invasive ventilation is recommended as the first choice in acute exacerbation of COPD. The weaning of a patient from the ventilator can be a very difficult and long-term process. The best method, however, has been a theme of discussions for a long time. This article offers a selection from a large number of publications, experiences and therapeutic options specialised in the ventilatory strategy when treating COPD that has progressed into respiratory failure.

Keywords:
chronic obstructive pulmonary disease – non-invasive ventilation – invasive mechanical ventilation – weaning from a ventilator – spontaneous breathing activity test – tracheostomy

Autoři: Beroušek Jan; Cvachovec Karel
Působiště autorů: Klinika anesteziologie a resuscitace, Univerzita Karlova v Praze, 2. LF a IPVZ, Fakultní nemocnice Motol, Praha
Vyšlo v časopise: Anest. intenziv. Med., 22, 2011, č. 6, s. 343-347
Kategorie: Intenzivní medicína - Přehledový článek

Souhrn

Chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN) se v Evropské unii stala čtvrtou nejčastější příčinou úmrtí s očekávaným třetím místem v roce 2020. Náklady na léčbu činí 38,6 miliard € ročně. Pokud konzervativní a kyslíková terapie nemá dostatečný efekt, dochází k progresi respiračního selhání, je potřeba včasného rozhodnutí o ventilační podpoře a její formě. Plicní ventilační strategii lze rozdělit na neinvazivní a invazivní. Neinvazivní ventilace je doporučena jako postup první volby u akutní exacerbace CHOPN. Odpojování nemocných od ventilátoru může být velmi obtížný a dlouhodobý proces. Nejlepší metoda a způsob odpojování zůstává stále předmětem diskuse. Tento článek je výběrem z širokého souboru publikací, poznatků a možností terapie CHOPN se zaměřením na ventilační strategii při léčbě respirační nedostatečnosti spojené s touto chorobou.

Klíčová slova:
chronická obstrukční plicní nemoc – neinvazivní ventilace – invazivní mechanická ventilace – odpojování od ventilátoru – test spontánní dechové aktivity – tracheostomie

Chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN) je léčitelné onemocnění, kterému lze předcházet. Má významné mimoplicní účinky, které mohou přispívat k jeho závažnosti u jednotlivých nemocných. Jeho plicní složka je charakterizována omezením průtoku vzduchu v průduškách (bronchiální obstrukcí), které není plně reverzibilní. Bronchiální obstrukce obvykle progreduje a je spojena s abnormální zánětlivou odpovědí na škodlivé částice a plyny [1, 2]. Četné mimoplicní účinky vytvářejí podmínky pro vznik komorbidit se zvýšeným rizikem kardiálních onemocnění, respiračních infekcí, osteoporózy, depresí, diabetu, poruch spánku, anémie [3]. CHOPN ze své podstaty chronického zánětu může zvyšovat riziko dalších nemocí, např. plicní rakoviny [4].

Stanovení diagnózy CHOPN se opírá o klinické příznaky, především dušnost, kašel, zvýšenou sekreci sputa, anamnézu expozice rizikovým faktorům. V diferenciální diagnostice je třeba vyloučit nozologické jednotky jako je asthma bronchiale, městnavé srdeční selhání, bronchiektázie, tuberkulóza, obliterující bronchitida, difuzní panbronchitida [5].

Současná klasifikace podle GOLD (Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease) je založena na specifikovaném spirometrickém vyšetření, podle kterého se závažnost onemocnění rozděluje do 4 stadií (tab. 1).

**Tab. 1. Současná klasifikace CHOPN dle GOLD [2]**

Léčba (tab. 2) a péče o nemocné s CHOPN má být individuální, zaměřená na příznaky a má zlepšovat kvalitu života. Zdravotní výchova a prevence hraje důležitou úlohu v eliminaci rizikových faktorů, především kouření. Programy zaměřené na tělesná cvičení umožňují zvyšovat toleranci tělesné zátěže, a tak zmírňovat příznaky, jako jsou dušnost a únava.

**Tab. 2. Stupňovitá léčba podle stadií CHOPN – GOLD [1, 2]**

Farmakologická terapie se používá ke zmírnění příznaků nebo komplikací s využitím lékových přípravků s bronchodilatačním účinkem. Dávají se podle potřeby anebo pravidelně k prevenci či omezení příznaků a exacerbací. Hlavními bronchodilatačními léky jsou beta2-agonisté, anticholinergika a metylxantiny používané jednotlivě nebo v kombinacích. Pravidelná léčba dlouhodobě působícími bronchodilatačními léky je považována za účinnější a pohodlnější než léčba bronchodilatancii krátkodobě působícími. Rozšíření léčby o inhalační kortikosteroidy je vhodné u nemocných, u nichž je FEV1 < 50% náležité hodnoty (stadia III a IV podle GOLD) a při opakovaných exacerbacích. U stabilní CHOPN je třeba se vyvarovat chronické léčby systémovými kortikosteroidy pro nepříznivý vztah mezi jejich pozitivním efektem a riziky. Na druhé straně inhalační bronchodilatancia (zvláště inhalační beta2-agonisté s nebo bez anticholinergik) a perorální kortikosteroidy jsou účinnou léčbou exacerbací CHOPN. Pacienti prodělávající exacerbace CHOPN s klinickými známkami bronchiální infekce (např. zvýšená purulence sputa) mohou mít prospěch i z antibiotické léčby [2]. Očkování pneumokokovou polysacharidovou vakcínou se doporučuje u nemocných s CHOPN ve věku 65 let a starších a nemocným s CHOPN mladších 65 let s FEV1 < 40 % náležité hodnoty. I vakcinace proti chřipce může omezit závažnost CHOPN.

Prokazatelný vliv na délku přežití má kyslíková terapie (> 15 hodin za den), která je indikována u nemocných s chronickým respiračním selháním ve stadiu IV [5].

Doposud neexistuje žádný ze způsobů léčby, který by byl schopen zamezit dlouhodobému poklesu plicních funkcí a zde se otevírá cesta k dalšímu výzkumu [1].

Pokud konzervativní a kyslíková terapie nemá dostatečný efekt, dochází k progresi respiračního selhání a je třeba včasného, neodkládaného rozhodnutí o ventilační podpoře a její formě. Obecně lze rozdělit ventilační strategii na neinvazivní a invazivní plicní ventilaci.

Neinvazivní ventilace pozitivním přetlakem – NPPV

(Non-invasive positive pressure ventilation)

NPPV je způsob mechanické ventilační podpory bez nutnosti zajištění dýchacích cest tracheální intubací, její pozitivní vliv u pacientů s CHOPN přetrvává i po roce (méně readmisí na JIP, méně pacientů na DDOT – dlouhodobá domácí oxygenoterapie) [6] a její využití s dobrým efektem je možné i u pacientů nesplňující zcela kritéria extubace [7].

NPPV je doporučena jako postup první volby u akutní exacerbace CHOPN [8, 9].

Indikací k jejímu použití je střední až těžká dušnost s užitím pomocných dýchacích svalů a paradoxních dýchacích pohybů břicha, střední až těžká acidóza (pH ≤ 7,35) a/nebo hyperkapnie (PaCO₂ > 6,0 kPa) a dechová frekvence > 25/min [2, 10, 11].

Základní diagnóza nemocného, SAPS II skóre (New Simplified Acute Physiology Score II), vstupní hodnota pH, vazký charakter sputa, stupeň encefalopatie, tolerance masky a ventilačního režimu jsou faktory rozhodující o úspěšnosti NPPV [10, 11].

Funkční neinvazivní ventilace u pacientů s CHOPN zlepšuje oxygenaci, zvyšuje alveolární ventilaci (korekce hyperkapnie), snižuje dechovou frekvenci, snižuje dechovou práci (pocit dušnosti), neobchází horní cesty dýchací, zvyšuje dechový komfort, upravuje hodnotu pH, snižuje stupeň dechové tísně, snižuje potřebu tracheální intubace, zkracuje délku hospitalizace a morbiditu, eliminuje rizika konvenční ventilace [8, 9, 12].

Tak jako každá metoda má NPPV svoje limity a kontraindikace, kterými jsou bezvědomí, stavy se zástavou dechu či oběhu, akutní život ohrožující hypoxie/hypoxémie, hemodynamická nestabilita, akutní infarkt myokardu, závažný stupeň nespolupráce nemocného, zvýšené riziko regurgitace a aspirace žaludečního obsahu, překážka a poranění v oblasti horních cest dýchacích, bronchoskopicky neřešitelná retence sputa, obezita nad 200 % ideální tělesné hmotnosti [10, 11].

V současné době jsou k dispozici rozhraní v podobě různých typů helem, masek nosních, obličejových a celoobličejových.

Zvýšení alveolární ventilace (pokles PaCO₂, zvýšení hodnoty pH), zlepšení oxygenace (SpO₂ > 90 %), snížení dechové a tepové frekvence, subjektivní zlepšení a synchronizace pacienta s ventilátorem jsou tzv. kritéria úspěšnosti neinvazivní ventilace, jejichž splnění je cílem v nastavení ventilačních parametrů (tabulky 3, 4) [10].

**Tab. 3. Příklad nastavení pro rozhraní – maska [13, 14]**

**Tab. 4. Příklad nastavení pro rozhraní – helma [14]**

Při netěsnosti masky s únikem proudu plynů je možné zkusit nastavení časového cyklování inspiria a exspiria v PCV režimu (tlakově řízená ventilace), případně zvýšit úroveň inspiračního průtoku ukončujícího inspirium (exspirační senzitivita).

Doporučení pro optimální délku aplikace a frekvenci NPPV nejsou v odborné literatuře formulována. Klinický stav je nutno zhodnotit po 30 minutách aplikace, ponechat NPPV minimálně 1–2 hodiny, pauza na 10–15 minut podle klinického stavu a tolerance pacienta. Indikací k přerušení NPPV je netolerance masky, nemožnost dosažení klinických cílu do 30 minut od zahájení, rozvoj oběhové nestability, zhoršení stavu vědomí, neschopnost účinné expektorace [10, 11].

Invazivní mechanická ventilace

Nemocní, jejichž stav si vyžádal invazivní mechanickou ventilaci, mají 10–30% mortalitu podle tíže postižení a způsobu ventilační podpory [15].

U ventilovaných pacientů s CHOPN, kteří měli špatné plicní funkce před ventilací (FEV1 ≤ 30 % náležitých hodnot) a závažnou komorbiditu je následujících 12 měsíců mortalita 17–49% [16]. Nemocní, u nichž nebyla předem zjištěna komorbidita nebo kteří měli respirační selhání způsobené potencionálně reverzibilní příčinou (infekce) nebo kteří byli relativně pohybliví a neměli dlouhodobou domácí oxygenoterapii, mají z ventilační podpory prospěch [2, 5].

Podle doporučení GOLD je invazivní mechanická ventilace indikována u stavů, kde selhává či je kontraindikována NPPV, těžké dušnosti s užitím pomocných dýchacích svalů a paradoxními abdominálními pohyby, dechové frekvence > 35 dechů za minutu, život ohrožující hypoxémie, oxygenoterapií nekorigovatelné hypoxémie, těžké acidózy (pH < 7,25) a/nebo hyperkapnie (PaO₂ > 8,0 kPa, 60 mm Hg), zástavy dechu, somnolence, zhoršeného stavu vědomí, komplikace kardiovaskulární (hypotenze, šok) a jiné (metabolické abnormality, sepse, pneumonie, embolie plicní, barotrauma, velký pleurální výpotek) [1–2].

U CHOPN jsou preferovány tlakově limitované ventilační režimy [10, 15] s menším rizikem nekontrolované dynamické hyperinflace, pro zvýšení středního tlaku v dýchacích cestách (PAW ) descendentním tvarem proudu plynů, snížení rizika barotraumatu. Vysoký počáteční proud snižuje dechovou práci (WOB) a zajišťuje lepší distribuci směsi plynu. Relativními nevýhodami je variabilní dechový objem při změnách mechanických vlastností dýchacích cest. Pokud zvolíme režim tlakově podporované ventilace (PSV), může někdy docházet k problémovému ukončení inspiria při konstantním průtoku plynů a nesprávném cyklování při poklesu průtoku plynů na konci inspiria, pacienti musí usilovným exspiriem ukončit inspirium se zvyšováním jejich dechové práce. Řešení je v možnosti přechodu na tlakově řízenou asistovanou ventilaci, kde lze nastavit trvání inspiria či exspirační sensitivitu.

Objemová ventilace zajišťuje konstantní objem, lineární vzestup minutové ventilace při zvyšování dechového objemu. Je spojena s vyšším rizikem barotraumatu, biotraumatu, volumotraumatu při zvýšení vrcholového tlaku v inspiriu (PIP) a vyšší hemodynamickou instabilitou [10].

Iniciální nastavení ventilačního režimu (tab. 5) by mělo být co nejvíce podobné dechovému vzorci nemocného (velikosti dechového objemu). Cílem není normalizovat PCO₂, ale zabránit poklesu pH pod 7,2. Prioritou je oběhová stabilita, monitorování PEEPi (intrinsický PEEP), nedopustit excesivní hyperventilaci, nepoužívat toxické hodnoty FiO₂. Zařazení externího PEEP snižuje dechovou práci usnadněním iniciace inspiria snížením gradientu mezi Pavl_eex (alveolární tlak na konci výdechu) a tlakem na vstupu do dýchacích cest na konci exspiria (Pao_eex) [10], zlepšuje rovnoměrnost poměru V/Q (ventilace/perfuze).

**Tab. 5. Příklad nastavení ventilačního režimu [10, 11]**

Proces odpojování od ventilační podpory – weaning

Odpojování nemocných od ventilátoru může být velmi obtížný a dlouhodobý proces vyžadující trpělivost pacienta i ošetřujícího personálu. Nejlepší metoda zůstává stále předmětem diskuse [17]. Používání odvykacích protokolů může zkrátit dobu UPV a celkovou dobu pobytu na ARO/JIP, pokud jsou vždy individualizovány podle potřeb a klinického stavu pacienta [10, 18]. O ukončení ventilační podpory je nutné uvažovat již v okamžiku zahájení UPV [18]. Doba odvykání může představovat až 50 % celkového trvání umělé plicní ventilace. K našemu zklamání neexistuje zatím žádný parametr/index s dostatečnou senzitivitou a specificitou k predikci úspěšnosti odpojení od ventilátoru u jednotlivého nemocného [19]. Je třeba vždy zvažovat přínos časné tracheostomie vzhledem k předpokladu možnosti ukončení ventilační podpory [20]. Časné zajištění dýchacích cest tracheostomií (2.–10. den ventilace, nejčastěji 7.–10. den) může snížit dobu ventilační podpory, dobu hospitalizace na JIP/ARO, ale neovlivňuje mortalitu [20]. Doporučení pro optimální načasování, ale není definováno. Jakmile jsme přesvědčeni o nutném dlouhodobém zajištění dýchacích cest, platí čím dříve, tím lépe.

Nejvýznamnějším faktorem závislosti na mechanické ventilaci u nemocných s CHOPN je rovnováha mezi respirační zátěží a schopností respiračních svalů se s touto zátěží vyrovnat [21]. Naproti tomu samotná výměna plynů v plicích není hlavní obtíží u nemocných s CHOPN [21]. Přetrvávání bronchospasmu, svalová slabost, dynamická hyperinflace, plicní hypertenze, kardiální subkompenzace patří mezi nejčastější příčiny selhání odvykání od UPV [10].

Denní hodnocení celkového stavu nemocného, denní test spontánní ventilace (SBT – spotaneous breathing trial) jsou hlavními kritérii odvykání [10, 18].

Pokud selže test spontánní ventilace (tab. 6), je třeba nemocného napojit zpět na ventilátor a identifikovat co nejdříve příčinu selhání. Opakování SBT je doporučeno nejdříve za 24 hodin. Ve vybraných situacích, kdy SBT selhává z rychle korigovatelné příčiny, je možné jeho opakování dříve [10, 18].

**Tab. 6. Parametry selhání SBT [10, 18]**

Za obtížně odpojitelné považujeme pacienty po 14 až 21 dnech neúspěšných opakovaných pokusech. Pouze 25 % obtížně odpojitelných pacientů přežívá do dimise [16].

Na závěr několik praktických doporučení k procesu odpojování od ventilační podpory v bodech [10]:

Zahájit odvykání co nejdříve, zvážit postup časné extubace a NPPV.
Časné provedení tracheostomie v případě předpokládané dlouhodobé plicní ventilace.
Myslet na dynamickou hyperinflaci jako důvod selhání odvykání, optimalizovat PEEP, maximalizovat terapii bronchiální obstrukce.
Nepodceňovat důležitost výživy: riziko nadprodukce CO₂ při neadekvátním příjmu a složení výživy. Zajistit funkční peristaltiku a nízký nitrobřišní tlak. Vitaminy, antiulcerózní terapie.
Oxygenoterapie: cílem není dosažení fyziologických hodnot, cíle stanovit na základě předhospitalizačních parametrů.
Kontrolovat hyperkapnii, pH: acidóza zvyšuje „respiratory drive“, vede k rychlému neefektivnímu dýchání. Překompenzování do alkalózy s vysokým excesem bazí (nad 10 mmol . l^-1), retencí HCO₃, vede k poklesu „respiratory drive“, hypoventilaci s následnou retencí PaCO₂, zvážit podání inhibitorů karboanhydrázy.
Hemodynamika: podporovat kardiovaskulární systém při známkách selhávání, optimalizovat cirkulující objem.
Profylakticky působit proti hluboké žilní trombóze.
Rehabilitovat formou – zatížit, ale nepřetížit. Zajistit odpočinek i za cenu sedace a psychologickou podporu.
Trpělivost a individuální přístup.

Závěr

CHOPN představuje celosvětový problém s narůstající závažností, se kterým se budeme setkávat stále častěji. Její léčba je komplexní a vyžadující individuální i multioborový přístup.

Vývoj farmakologické léčby i chirurgických metod zlepšuje a prodlužuje kvalitu života, bohužel progresi onemocnění zatím nezastaví. Při respirační nedostatečnosti vyžadující ventilační podporu je doporučena jako metoda první volby neinvazivní ventilace. Invazivní metody ventilační podpory a jejich techniky jsou širokým tématem, které přesahuje rámec sdělení. U CHOPN jsou preferovány tlakově limitované režimy. Denní test spontánní ventilace a neoddalování procesu odpojování je doporučeno. V léčbě je třeba zdůraznit trpělivost a respektování přání pacienta.

Došlo dne 8. 10. 2010.

Přijato do tisku dne 11. 11. 2011.

Adresa pro korespondenci:

MUDr. Jan Beroušek

Anesteziologicko-resuscitační klinika FN Motol

V Úvalu 84

150 06 Praha 5

e-mail: jan.berousek@fnmotol.cz

Zdroje

1. Musil, J., Kos, S., Vondra, J., Salajka, F. Světová strategie diagnostiky, léčby a prevence CHOPN. 1. vyd. Praha : Vltavín, 2007, 164 p. ISBN 80-86587-22-3.

2. Roisin, R. R. et al. Global strategy for diagnosis, management and prevention of chronic obstructive pulmonary disease. Global Iniciative for Chronic Obstruktive Lung Disease, p. 2–63. [online]. 2010 [cit. 2011-05-05]. Dostupné na www: <http://www.goldcopd.org>.

3. Agusti, A. G. Systemic effects of chronic obstructive pulmonary disease. Proceedings of the American Thoracic Society, 2005, 2, p. 367–370.

4. Lange, P., Nyboe, J., Appleyard, M., Jensen, G., Schnohr, P. Ventilatory function and chronic mucus hypersecretion as predictors of death from lung cancer. American Review of Respiratory Disease, 1990, 141, p. 613–617.

5. American Thoracic Society and European Respiratory Society Standard for Diagnosis and Management of Pacients with COPD, p. 79–89, 120–150. [online]. 2004 [cit. 2011--05-05]. Dostupný na www: <http//www.thoracig.org>.

6. Conti, G., Antonelli, M., Navalesi, P., Rocco, M., Bufi, M., Spadetta, G., Meduri, G.U. Noninvasive vs. Conventional mechanical ventilation in pacients with chronic obstructive pulmonary disease after failure of medical treatment in the ward: a randomized trial. Intensive Care Med., 2002, 28, p. 1701–1707.

7. Antonelli, M., Bello, G. Noninvasive mechanical ventilation during the weaning process: facilitative, curative, or preventive. Critical Care Medicine, 2008, 12, p. 136.

8. Brochard, L. et al. Mechanical ventilation: invasive versus noninvasive. Eur. Respiratory Journal, 2003, 22, p. 31–37.

9. Lightowler, J. V., Wedzicha, J. A., Elliot, M. W. et al. Non-invasive positive pressure ventilation to treat respiratory failure resulting from exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease, Cochrane systematic review and meta-analysis. British Medical Journal, 2003, 326, p. 185–189.

10. Dostál, P. a kol. Základy umělé plicní ventilace. 2. vyd. Praha: Maxdorf- Jessenius, 2005, 64 p., 181–184 p., 228–233 p., ISBN 80-7345-059-3.

11. Černý, V., Matějovič, M., Dostál, P. Vybrané doporučené postupy v intenzivní medicíně. Praha: Maxdorf-Jessenius, 2009, 70 p., 119–120 p. ISBN 978-80-7345-183-7.

12. Ferrer, M. et al. Noninvasive ventilation during persistent weaning silure. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 2003, 168, p. 70–76.

13. Brochard, L., Isabey, D., Piquet, J. et al. Reversal of acute exacerbations of chronic obstructive lung disease by inspiratory assistance with a face mask. New England Journal of Medicine, 1990, 323, p. 1523–1530.

14. Herold, I. Neinvazivní ventilace v intenzivní péči, současné indikace, doporučení a možnosti použití. [online]. 2008-01-03. [cit. 2011-06-10]. Dostupný na www:

<http://www.csarim. cz/RSystem/Soubory/NIVS Herold.pdf>.

15. Hill, N. S., Levy, M. M. Ventilator management strategies for critical care. New York: Marcel Dekker, 2001, p. 111–135. ISBN 082470522X.

16. Gunen, H., Hacievliyagil, S. S., Kosar, F., Mutlu, L. C., Gulbas, G., Pehlivan, E., Sahin, I., Kirkin, O. Factors affecting survival of hospitalised pacients with COPD, European Respiratory Journal, 2005, 26, p. 234–241.

17. Brochard, L., Rauss, A., Benito, S., Conti, G., Mancebo, J., Rekik, N. et al. Comparison of three methods of gradual withdrawal from ventilatory support during weaning from mechanical ventilation. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 1994, 150, 4, p. 896–903.

18. Pařízková, R. Odpojování od ventilátoru. [online]. 2007-12- -13. [cit 2011-06-10]. Dostupný na www: <http://www.csarim. cz/ Public/csarim/doc/Odpojování-od-UPV-IPVZ-2007.pdf>.

19. MacIntyre, N. R., Cook, D. J., Ely, E. W., Epstein, S. K., Fink, J. B., Heffner, J. E. et al. Evidence-based guidelines for weaning and discontinuing ventilatory support: a collective task force facilitated by the American College of Chest Physicians; the American Association for Respiratory Care; and the American College of Critical Care Medicine. Chest, 2001, 120, Suppl. 6, p. 375–395.

20. Griffiths J. et al. Systematic review and meta – analysis of studies of the timing of tracheostomy in adult patients undergoing artificial ventilation. British Medical Journal, 2005, 330, p. 1243–1247.

21. Purro, A., Appendini, L., De Gaetano, A., Gudjonsdottir, M., Donner, C. F., Rossi, A. Physiologic determinants of ventilator dependence in long-term mechanically ventilated patients. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 2000, 161, p. 1115–1123.