2012年8月25日土曜日

[アシュワース教授]人工呼吸器のモード コントロール(調節)モード


Control Ventilation
コントロール(調節)換気

This post will address Control Ventilation. Control is a mode of ventilation that is not used often, but is used at times when it is indicated.

このポストではコントロール(調節)換気について述べます。コントロールはあまり使われないモードですが、適応がある場合には使用されます。



Description
説明

Control is a mode of ventilation that does not allow the patient to trigger (or initiate) any additional breaths. Each breath is delivered at the set respiratory rate. The control variable can be volume, pressure or adaptive pressure control. Therefore, it is possible to have Volume-Targeted Control, Pressure-Targeted Control or Adaptive Pressure Control Ventilation.

コントロール換気とは患者自身が追加の呼吸をトリガーする(吸気を開始すること)ことができないモードです。一回一回の呼吸は設定された呼吸回数で送られます。調節する変数は換気量、圧、もしくは適応圧制御です。従って量規定換気、圧規定換気もしくは適応圧制御換気が含まれます。



Advantages
利点

With Control, the patient is not allowed to trigger (or initiate) any additional breaths and the work of breathing should be very low, as long as the ventilator settings meet the patient’s need and the patient does not try to initiate any additional breaths. Because the work of breathing is very low, the oxygenation consumption of the respiratory muscles should be low.

コントロールモードでは、患者は追加の呼吸をトリガーすることができません。そして人工呼吸器設定が患者の需要を満たしており、患者が追加の呼吸を開始しようとしていない限り呼吸仕事量は大変低くなります。呼吸仕事量が大変低いために、呼吸筋群の酸素消費量は低くなります。

Control ventilation should also reduce or eliminate patient-ventilator dys-synchrony, reducing the work of breathing and reducing the chance of ventilator-induced lung injury.

コントロール換気はまた患者-人工呼吸器非同調を減少または消失させ、呼吸仕事量を減少、そして人工呼吸器関連肺傷害のリスクを減少させるでしょう。

Volume-Targeted Control ventilation allows the delivery of a specific tidal volume, with the intent of reducing ventilator-induced lung injury.

量規定の調節換気では人工呼吸器関連肺傷害を減少させながら、決められた一回換気量を送る事が可能になります。



Disadvantages
欠点

There are several disadvantages of using Control. It is generally necessary to heavily sedate or even use neuromuscular blockade to prevent the patient from trying to trigger breaths. This may increase the incidence of prolonged muscular weakness, especially if the patient received steroids. Because the patient is not allowed to trigger any additional breaths, the diaphragm is not allowed to contract. This results in more of the ventilation going to the non-gravity dependent regions of the lung which have reduced perfusion, resulting in a worsened ventilation to perfusion ratio.

コントロールモードを使用する上での欠点がいくつかあります。一般的に患者が呼吸をトリガーしようとする事をふせぐためにしっかりと鎮静をかけるか、もしくは筋弛緩剤を使用する事が必要です。この事により筋力低下が遷延する危険性が高まります。 ステロイドを使用している場合は特にこの現象が見られます。患者は追加の呼吸をトリガーする事が出来ないために、横隔膜は収縮しなくなります。これにより重力がかからない部分の肺(仰臥位では腹側)に換気がより集中する結果となり、換気-血流比が更に悪化します。

Published research articles have demonstrated that when patients are ventilated with Control, the number of ventilator days is increased, and the amount of time that it takes to withdraw the patient from the ventilator is also increased.  Because there is an increased use of sedatives and neuromuscular blockage, there is an increased incidence of hemodynamic problems.

コントロールモードで換気すると、人工呼吸器装着日数が延長し、人工呼吸器から離脱する時間も延長する事がいくつかの文献により証明されています。鎮静薬と筋弛緩薬の使用を増やすために、血行動態の問題を起こす機会を増加させてしまいます。



Clinical Use and Monitoring
臨床での使用とモニタリング

In some patients, Control is used to reduce the work of breathing and reduce the oxygen consumption of the respiratory muscles; therefore, in some patients, oxygenation improves when Control is used.

コントロールモードは呼吸仕事量を減少させ、酸素消費量を減少させるために使用されることがある。従って、コントロールモードを用いた時に酸素化は改善することがある。

Because the patient is not allowed to trigger additional breaths, extra caution should be used when selecting the alarm settings to protect the patient from any mechanical or physiological problems that may arise.

患者が追加の呼吸をトリガーすることを許されないために、起こりうる機械的、生理学的問題から患者を保護するためのアラーム設定には特別の注意が必要です。

As mentioned earlier, it is generally necessary to use sedatives or even neuromuscular blockage to Control the patient. The patient needs to be monitored closely to make sure that he is receiving adequate medications. Also, always make sure that any patient who is receiving neuromuscular blockade is also receiving adequate sedation and pain control.

先に述べたように、一般的に患者の呼吸をコントロールするためには、鎮静薬や筋弛緩薬を使用する事が必要になります。患者が適切な薬物治療を受けている事を確認するために、注意深くモニターする必要があります。また筋弛緩薬を投与されている患者には適切な鎮静薬と鎮痛薬が投与されていることを常に確認してください。

Most critical care ventilators do not allow the true Control Mode. The ventilators allow Assist/Control, which provides a set respiratory rate at which the patient will be ventilated. If the patient is heavily sedated or given a neuromuscular blocking agent, the patient will be in Control, even though the mode displayed on the ventilator is Assist/Control.

現在のほとんどの集中治療用人工呼吸器ではコントロールモードは使えません。設定した呼吸回数で吸気が送られるモードとしてアシスト/コントロール(A/C)モードが使われます。人工呼吸器のモードとしてA/Cと表示されていても、患者が深く鎮静させていたり、筋弛緩薬を投与されている場合には、コントロールモードと同じ機能になります。



Photo
写真

In the following photograph, the patient is being ventilated in Assist/Control (A/C), but is not allowed to trigger any additional breaths and therefore is actually in Control.  Each breath is delivered based upon the timing mechanism within the ventilator, therefore, the set respiratory rate is 10 breaths per minute and the total respiratory rate is also 10 breaths per minute. Each breath is a volume-targeted breath, at the set tidal volume and set flowrate.

次の写真ではA/Cで換気されていますが、自発呼吸がないためコントロールモードと同じになります 。すべての吸気のタイミングは人工呼吸器によって決められます。従って設定呼吸回数は1分間に10回/分(6秒に1回)であり、全呼吸数もまた10回/分となります。すべての呼吸は設定1回換気量と設定流量での量規定換気となっています。





       原文 Lonny Ashworth教授
       日本語訳 マクマーン由香(米国呼吸療法士)

2012年8月22日水曜日

[アシュワース教授]人工呼吸器のモード Adaptive Pressure Control Ventilation




Description
解説

Adaptive Pressure Control is an example of dual control ventilation. Adaptive Pressure Control is called by different names on different ventilators, which makes it more confusing for clinicians. For example, on the Servo 300 and Servo-i, it is called Pressure Regulated Volume Control (PRVC). On the Drager XL and Drager V 500, it is called AutoFlow. On the PB 840, it is called VC+. On the Avea, it is called PRVC or Vsync. Even though it is called different names on different ventilators, it is still basically the same principle. For the purposes of this post, we will call it Pressure Regulated Volume Control (PRVC), as it is the most common term used to describe this option.

 Adaptive Pressure Controlは二重規定換気の一例です。Adaptive Pressure Controlは人工呼吸器の種類によって異なる名称で呼ばれるため、混乱しやすい原因となります。たとえば、サーボ300やサーボiではPRVCDragerXLV500ではAutoFlowPB840 ではVC+AveaではPRVCもしくはVsyncと呼びます。人工呼吸器によって異なる名称で呼ばれていますが、基本的に原理は同じです。今回の投稿では、このモードの呼び方として最も一般的なPRVCで統一することにします。

PRVC tries to combine the advantages of volume control ventilation and the advantages of pressure control ventilation, allowing the clinician to set the target tidal volume, but allowing the patient to control the inspiratory flowrate. This is designed to improve patient-ventilator synchrony and reduce the work-of-breathing. However, as will be discussed below, it does not always result in a reduction in work-of-breathing and may actually increase the patient’s work-of-breathing.

 PRVCは量規定換気と圧規定換気の両者の利点を兼ね備えており、臨床家が目標換気量を設定しつつ、患者が吸気流量をコントロールすることができます。このモードは、患者-人工呼吸器の同調性を改善し、呼吸仕事量を軽減させること目的に設計されました。しかし、下記に示すように常に呼吸仕事量の軽減につながるわけではなく、かえって増大させる場合もあります。 


Target Tidal Volume
目標一回換気量

When using PRVC, the clinician sets the inspiratory time and the target tidal volume. The ventilator delivers a test breath to estimate the patient's compliance and the amount of pressure it will take to deliver the target tidal volume. Then the ventilator delivers a pressure-targeted breath and measures the tidal volume. If the tidal volume is less than the target tidal volume, the ventilator will increase the pressure on the next breath, frequently by no more than 3 cm H2O to try to reach the target tidal volume. If the tidal volume is greater than the target tidal volume, the ventilator will decrease the pressure on the next breath, frequently by no more than 3 cm H2O. The ventilator continues to monitor the tidal volume on each breath and will increase or decrease the pressure on subsequent breaths, generally in small incremental steps, to try to reach the target tidal volume.

 PRVCを用いる際、臨床家は吸気時間と目標一回換気量を設定します。人工呼吸器はテスト呼吸を供給して、患者のコンプライアンスと目標換気量をえるのに要する圧を推測します。それから人工呼吸器は圧規定で換気を行い、一回換気量を測定します。一回換気量が目標一回換気量より少ない場合は、人工呼吸器は次の呼吸で目標一回換気量に到達するよう一呼吸につき3㎝H2Oを超えない範囲で数回にわたり圧を上げます。1回換気量が目標一回換気量より大きい場合は、人工呼吸器は一呼吸につき3㎝H2Oを超えない範囲で数回にわたり圧を下げます。人工呼吸器は毎回の一回換気量をモニターし、目標一回換気量に到達するようと少しずつ段階的に圧を増減させていきます。


Flowrate and Flow Waveform
吸気流量と吸気流量波形

Because the breath is a pressure-targeted breath, the inspiratory flowrate and tidal volume are variable and the flow versus time waveform is decelerating.

 圧規定換気であるため、吸気流量と一回換気量は可変となり、流量-時間波形は漸減波となります。


Effect of Changes in Patient Effort
患者努力の変化による影響

If the patient creates an increased effort, the tidal volume on that breath will be increased. If the tidal volume exceeds the target tidal volume, the ventilator will decrease the pressure on subsequent breaths to reach the target tidal volume. If the patient’s inspiratory effort is decreased, the tidal volume will decrease. When the tidal volume is less than the target tidal volume, the ventilator will increase the pressure on subsequent breaths to reach the target tidal volume.

 患者の吸気努力が増大すれば一回換気量は増加します。一回換気量が目標一回換気量を 超えた場合、人工呼吸器は目標一回換気量を維持しようと次の呼吸で圧を低下させます。 患者の吸気努力が低下すれば、一回換気量は低下します。一回換気量が目標換気量を下回った場合、人工呼吸器は次の呼吸で圧を増加させます。


Effect of Changes in Compliance and Resistance
コンプライアンスと気道抵抗の変化が及ぼす影響

If the compliance decreases or resistance increases, resulting in a tidal volume less than the target tidal volume, the ventilator will incrementally increase the pressure on subsequent breaths to reach the target tidal volume. If the compliance increases or resistance decreases, resulting in a tidal volume greater than the target tidal volume, the ventilator will decrementally decrease the pressure on subsequent breaths to reach the target tidal volume.

 コンプライアンスが低下するか、気道抵抗が上昇した場合、一回換気量は目標換気量を下回り、人工呼吸器は次の呼吸で目標換気量を到達しようと圧を増加させます。コンプライアンスが上昇するか、気道抵抗が低下した場合、一回換気量は目標換気量を上回り、人工呼吸器は次の呼吸で目標換気量に到達しようと圧を下げます。


Advantages
利点

PRVC is designed to allow a target tidal volume to help make sure the patient gets at least the target tidal volume. Because each breath is pressure targeted, the patient has control over the inspiratory flowrate. This may improve patient-ventilator synchrony, be more comfortable for some patients and may decrease the work-of-breathing. Also, the patient is allowed to take a tidal volume greater than what is set.

 PRVCでは、患者が最低でも設定した一回換気量を確実に得られるように設計されています。それぞれの呼吸は圧規定のため、患者は吸気流量を好きなだけ吸うことができます。 これにより患者-人工呼吸器の同調性が改善してより快適となり、また呼吸仕事量を減らせる可能性があります。患者は設定一回換気量以上の一回換気量を吸うこともできます。


Disadvantages
欠点

A stated above, an advantage of PRVC is that the patient can control the inspiratory flowrate and tidal volume; however, this can lead to a disadvantage as well. Some clinicians feel it is not desirable to allow patients to exceed the set tidal volume as it may increase the chance of Ventilator Induced Lung Injury. Another potential disadvantage is that if the patient goes into respiratory distress and increases his inspiratory flowrate and tidal volume, the ventilator decreases the pressure on subsequent breaths as the tidal volume exceeds the target tidal volume. This may result in an increased work-of-breathing, causing further respiratory distress.

 前述したように、PRVCの利点の一つは患者が吸気流量と一回換気量をコントロールできることです。しかし、同時にこれが欠点にもなり得ます。臨床家の中には、設定一回換気量より大きい一回換気量を吸うことで、人工呼吸器惹起性肺障害(VILI)を起こすリスクを増加させるため理想的ではない、という考える人もいます。もう一つの欠点としては、 呼吸不全から患者の吸気流量と一回換気量が増加した際、 一回換気量が目標換気量を超えるため、人工呼吸器は次の呼吸から圧を下げることとなります。これが呼吸仕事量を増大させ、さらに呼吸不全を助長することになります。


Clinical Use and Monitoring
臨床的使用とモニター

PRVC may be used effectively on patients who have a stable respiratory drive. It is important to monitor the tidal volume and set alarms properly to prevent injurious tidal volumes. It is also important to monitor the peak inspiratory pressure. A general guide is that if the patient’s peak inspiratory pressure is less than 20 cm H2O, evaluate the patient closely to determine if the low pressure is caused by a high compliance and low resistance, or if the low pressure is caused by a strong inspiratory effort indicating respiratory distress.

 PRVCは呼吸ドライブが安定した患者であれば効果的でしょう。肺損傷を起こすような一回換気量を避けるために一回換気量をモニターし、適切なアラームを設定することが重要です。最大吸気圧をモニターすることも重要です。一般的な指標としては、最大吸気圧が20H2O以下であれば患者をよく観察して、吸気圧が低いのがコンプライアンスが高く気道抵抗が低いことによるのか、または患者の吸気努力が強いせいなのか(呼吸不全を示唆しているのか)を評価しなければなりません。


ビデオの解説
 コンプライアンス低下のため1回換気量が低下。
 設定の1回換気量(この例では500ml)が供給されるように人工呼吸器が吸気圧を増加させている。


        原文:Lonny Ashworth教授
        日本語訳:森岡志津(米国呼吸療法士)