ADAPTIVE SUPPORT VENTILATION “Vazifeyi ihmale sürükleyen merhamet, memlekete ihanettir..” Mustafa Kemal Atatürk ADAPTIVE SUPPORT VENTILATION Prof. Dr. Uğur Koca

ASV (adaptive support ventilation) Kapalı-döngülü ventilasyon modudur Soluktan soluğa kontrol uygulanır Ventilatör tarafından sağlanan ventilatuvar desteğin miktarını belirleyen faktörler: - hastanın ölçülen pulmoner mekanik özellikleri - hastanın soluk eforu

ASV, tidal hacim, soluk frekansı ve dakika volümü için kontrol yazılımı olan basınç-kontrollu aralıklı- zorunlu ventilasyon formudur. ASV, hastanın durumuna göre basınç kontroldan SIMV veya PSV’ a geçer. PCV, SIMV ve PSV’dan farklı olarak ventilasyon volümü kontrol altında tutularak, şunlar garanti edilir: - kullanıcı tarafından ayarlanan minimum dakika ventilasyonu - hastanın hesaplanan teorik ölü boşluğu üzerindeki efektif tidal hacim - minimum soluk frekansı

Spontan soluk eforları optimum soluk hızının altına indiğinde zorunlu makine solukları tetiklenir. Zorunlu soluklar, makine tetiklemeli, basınç hedefli ve zaman döngülüdür. Optimum soluk hızı, minimum soluk işi oluşması için, ölü boşluk/tidal hacim oranına ve ekspiratuvar zaman sabitine göre hesaplanır.

Zorunlu solukların basınç hedefi, hedef dakika ventilasyon hacminin optimum soluk işine bölünmesi ile elde edilen hedef tidal hacime ulaşmak için gereken basınç şeklinde hesaplanır. Ekspiratuvar zaman sabiti kompliyans ve rezistansın çarpımı ile elde edildiğinden, ASV hastanın obstrüktif ve restriktif özelliklerine göre optimum solunum hızı ve tidal hacmi belirler.

Girilen ideal kilo ve %min volüm bilgilerine dayanarak optimal tidal hacim ve frekans belirlenir. Bu hedef ventilatuvar paternin saptanmasında aşağıdakiler kullanılır: ayarlanan %min volüm ayarı teorik ölü boşluk respiratuvar sistemin ekspiratuvar zaman sabiti

Ekspiratuvar zaman sabiti kısa ise (restriktif) düşük tidal hacim ve yüksek frekans seçilir. Ekspiratuvar zaman sabiti uzun ise (obstrüktif) yüksek tidal hacim düşük frekans seçilir. Ekspiratuvar zaman sabiti inspiryum süresinin belirlenmesinde de kullanılır: OtoPEEP gelişme riski yüksek olan ekspiratuvar hızın düşük olduğu obstrüktif olgularda inspiratuvar zaman kısa tutularak ekspiryum uzatılmış olur.

Teorik ölü boşluk, efektif olmayan alveoler ventilasyondan kaçınmak için minimum tidal volümün hesaplanmasında kullanılır. Tidal hacim ve frekans için oluşan hedefler her solukta ulaşılan aktüel değerler ile karşılaştırılır ve otomatik olarak şunlar için karar verilir: - bir sonraki zorunlu soluğun başlama zamanı - bir sonraki solukta PEEP üstünde uygulanacak inspiratuvar basınç miktarı

Spontan soluklar ile hedef frekansa yaklaşıldıkça zorunlu soluklar azalır. Soluktan soluğa akciğer mekaniklerine göre uyarlanan tidal hacim sayesinde hastanın akciğer mekanikleri ve soluk eforları iyileştikçe hasta otomatik olarak basınç desteğinden uzaklaşmış olur (weaning) Tersine hastanın akciğer mekanikleri kötüleştikçe ve soluk eforları azldıkça ventilatör otomatik olarak zorunlu soluk desteğini artırır.

ASV de hasta her solukta yüksek bir soluk özgürlüğüne sahiptir, çünkü kontrol ünitesi inspiratuvar basıncın kontrolcüsü olarak çalışır ve hiçbir zaman belirli bir akımı vermeye zorlamaz. ASV’de minimum dakika ventilasyonu garanti edilir. Hasta dakika ventilasyonunu, kullanıcının ayarladığı hedeflerin üzerine çıkarmakda özgürdür.

ASV’nin amacı: Uygun alveolar ventilasyon sağlanırken, hastanın ve ventilatörün solunum işinin azaltılmasıdır ASV tam veya parsiyel solunum desteği sağlayabildiğinden mekanik ventilasyonun başlangıcından weaninge kadar kullanılabilir. ASV, minumum dakika ventilasyonuna ulaşmak için optimum solunum paternini kullanarak hastaya rehberlik eden kural temelli bir moddur.

Kurallar hard ve soft olabilir; Hard kurallar kullanıcının girdilerinden ve hastanın karakteristiklerinden etkilenmez, önceden solunum ile ilgili limitleri belirler Soft kurallar kullanıcının girdilerinden ve hastanın ölçülen karakteristiklerinden etkilenir ve zaman içinde girdilerin ve hasta karakteristiklerinin değişmesi ile farklılaşırlar.

Klinisyen hastanın ideal kilosunu (IBW) ve % minute volüm (%min vol) kontrolunu girerek minumum (target) dakika ventilasyonunu belirler ASV, Otis denklemine göre, minimum soluk işini sağlayacak olan tidal volüm ve frekansı belirler. Hasta spontan soluyor iken (pressure support solukları) sadece hedef tidal hacmi sağlayacak olan inspiratuvar basınç düzeyini belirler. Hastanın spontan soluğu yok iken (zorunlu soluk) hedef dakika ventilasyonuna ulaşacak olan tidal hacim ve soluk frekansını belirler.

Sabit bir dakika volümü için tidal volüm ile solunum frekansı ters ilişkili olduğundan (Ve =Vt X fr) solunum frekansının artırılması (inspiratuvar süre kısalır) ile rezistans ile ilişkili solunum işi artar iken elastansa bağlı olan soluk işi azalır. Rezistif ve elastif soluk işlerinin toplamı olan total soluk işi, normalde yetişkinler için dakikada 12-15 solunum frekansında minimum değerindedir. Solunum hızı azaldıkça, oluşan yüksek tidal hacim nedeniyle elastik iş artar. Solunum hızı arttıkça, yüksek akım hızları ve trübülans nedeniyle rezistif iş artar.

IBW, 10-200 kg arasında girilebilir ve şöyle hesaplanır: IBW= 50+2.3(inç olarak boy-60) erkekte IBW=45.5+2.3(inç olarak boy-60) kadında IBW, teorik olarak hastanın ölü boşluk miktarının hesaplanmasında kullanılır; 2.2 ml/kg IBW, yüksek (15.4xIBW) ve düşük (4.4xIBW) tidal volüm sınırlarını da belirlemeyi sağlar. Düşük tidal volüm sınırı ölü boşluk ventilasyonunun (2.2xIBW) 2 katı olarak alınır.

%min vol ayarı hedef dakika ventilasyonunu set etmeye olanak verir. Hedef dakika ventilasyonu (target Ve) (l/dk) % min vol kontrolu tarafından normal Ve (100 ml/kg/dk; IBW>15 kg için ve 200 ml/kg/dk; IBW<15 kg için) tanımları kullanılarak belirlenir: target Ve (l/dk) = IBW x %min vol/1000 IBW>15 kg için target Ve (l/dk) = IBW x %min vol/500 IBW<15 kg için %100 min vol normal Ve ye uyar %min vol, V/Q bozukluğundan oluşan ölü boşluk artışlarını ve artan VCO2 yi karşılamak için %25-350 arasında ayarlanabilir.

%min vol ayarı soft kurallar ile yüksek zorunlu solunum frekansını da belirler: Max zorunlu frekans= 22 soluk/dk x %min vol/100 IBW>15 kg için Max zorunlu frekans= 45 soluk/dk x %min vol/100 IBW<15 kg için Zorunlu solunum sayısı için hard sınırlar 5-60 (mim-max) dır. - Minimum zorunlu solunum sayısı 5 olduğu için, maksimum zorunlu tidal volüm hedef Ve’ ye bağlıdır: max Vt= target Ve/5

ASV algoritması 1950 de Otis tarafından tanımlanan minumum solunum işi konseptini uygulayarak hasta için en uygun optimal solunum paternini (Vt ve frekans) belirler. Bu konsept, solunum sistemi tarafından oluşturulan ve sisteme eklenmiş olan elastik ve resistif yüklerin kümülatif etkilerini minimalize eden Vt ve frekans ile solumayı öngörür. Aşağıdaki formül ile (Otis minimal work konsepti) optimal frekans belirlenir: f= [1+2xaxRCex(Ve-fxVd)/Vd -1]/a x RCe

f= [1+2xaxRCex(Ve-fxVd)/Vd -1]/a x RCe f:solunum frekansı RCe: ekspiratuvar zaman sabiti (havayolu rezistansıXCrs) Ve: min dakika ventilasyonu Vd: ölü boşluk ventilasyonu a:flow paternine dayanan faktör, sinüzoidal akımlar için 0.329 Denklemden çıkan sonuca uyan Vt şöyle hesaplanır: Vt= Min vol/f Bu denkleme göre, ASV algoritması restriktif hastalar için en yüksek frekans ve en düşük Vt ü seçerken, obstrüktif hastalar için en düşük frekans ve en yüksek Vt ü seçer.

Hastanın insp eforu algılanmaz ise, sistem basınç limitli, volüm hedefli ve zaman döngülü (dual basınç kontrollu soluklar) olarak çalışacaktır. Her zorunlu soluğun insp basıncı, bir önceki solukta ölçülen basınç/volüm ilişkisi tarafından belirlenir. İnsp basınç, hedef tidal volülmü vermek için her solukta 2 cmH2O’luk basamaklar ile ayarlanır. Minimum insp basınç, baseline basıncın 5 cm H2O üstündedir.

Kullanıcı tarafından ayarlanan yüksek basınç limiti (Pmax) max insp basınç olarak algılanır. ASV kontrolcüsü max insp basıncı en fazla olarak, set edilmiş olan yüksek basınç limitinden 10 cmH2O aşağıda algılar. Örn: Pmax 45 olarak set edilmiş ise ASV max basınç hedefini 35 olarak algılar. Klinisyenin set ettiği insp basınç limitasyonu ile hedef Vt verilemez ise alarm duyulur ve mesaj verilir; “check P-high limit ”

Zorunlu solunum sırasındaki insp zaman ve I/E oranı ASV algoritmasınca kontrol edilir ve hedef solunum frekansı ve RCe ye dayanan hesaplama ile belirlenir: ASV algoritması, I/E oranını: insp zaman ≥ 1 X RCe expr zaman ≥ 3 X RCe olacak şekilde seçer. ASV’nin hard kurallarına göre min ve max inspr zamanlar 0.5 ve 2 saniyedir. Pratikte ASV algoritması I/E oranını restriktif hastalar için 1/1, obstrüktif hastalar için ¼ e yaklaştırır. RCe temelli expr zaman seçimi, pulmoner denge noktasına kadar ekshalasyonun tamama yakınının oluşmasını sağlayarak otoPEEP ten korur.

Hastanın eforu algılandığında, ASV basınç limitli volüm hedefli ve flow döngülü olarak çalışır (dual kontrollü PS soluğu). Hastanın katılımı hedef Ve ye doğru arttıkça ASV otomatik olarak zorunlu solukları azaltır. ASV spontan solukta da optimal solunum paternini hedeflemeye devam eder ve ASV tarafından kontrol edilen tek parametre Vt dür.

Uygulama: ASV başlarken hedef Ve nin hesaplanması için IBW ve % min vol girilir. Ayrıca uygun PEEP-CPAP, FiO2 ve triger sensitivite girilir. Alarmlar hastaya göre ayarlanır ve özellikle Pmax a önem verilir. Pmax ASV sırasında verilecek Vt ün üst sınırını belirler. ASV nin 45 cmH2O ile başlatılması önerilir. Bu ayar en yüksek hedef insp basıncı 35 olarak sınırlar.

ASV, başlangıçta 10-15 frekans (set edilen IBW ye göre) ve baseline basınç (PEEP) üzerinde 15 cmH2O ile 5 adet basınç limitli test soluğu verir: Bu periyotta dinamik kompliyans, RCe, Vt ve solunum frekansını ölçer ve bu ölçümleri başlangıç solunum frekansını ve Vt ünü belirlemek için kullanır.

Solunum frekansı ve Vt ü belirledikten sonra ASV kurallarına göre “güvenlik kutusu” oluşturulur. A- Volü-baro travma C-otoPEEP D- düşük f B-Hızlı yüzeyel soluma

A: yüksek tidal volüm limiti: ASV tarafından uygulanan Vt iki ayar tarafından belirlenir: yüksek basınç alarm limiti ve IBW Önerilen en yüksek plato basıncı 35 cmH2O dur. ASV de bu amaca ulaşmak için basınç limiti 45 e ayarlanmalıdır, Örn: 70 kg postop hasta, kompliyansı 50 ml/ cmH2O, PEEP 5, yüksek basınç limiti 45; ASV nin uygulaycağı basınç 30 cmH2O ve oluşacak max Vt=30x50=1500 ml Kompliyansı 30 ml/ cmH2O olursa oluşacak max Vt=30x30=900 ml Yüksek basınç limiti 60 gibi bir değere ayarlanırsa bir ikincil kısıtlayıcı kriter devreye girer ve aşırı Vt den korur: 22xIBW Bu hasta için oluşacak max Vt= 22x70=1540 ml

B: düşük Vt limiti: ASV de minimum hedef Vt, set edilen IBW e göre 4.4xIBW formülü ile belirlenir. 70 kg hasta için 308 ml dir. Düşük Vt deki tehlike yetersiz alveolar ventilasyondur. Alveolar ventilasyonu belirleyen parametre ölü boşluk volümüdür. Vt ölü boşluk volümünden fazla olmalıdır. Ölü boşluk ventilasyonu şöyle hesaplanır: 2.2xIBW En düşük Vt bu değerin en az 2 katı olarak alınır: 4.4xIBW

C: yüksek frekans limiti: Belirleyen parametreler: %min vol ve IBW fmax= hedef Ve/min Vt 70 kg hasta için fmax= 7000/308=22 (%min vol %100 iken) %min vol %350 ye ayarlanır ise fmax=24500/308=77 ye çıkar. ASV hastayı bu yüksek frekanslardan korumak için hastanın ekshalasyon yetisini hesaba katan güvenlik mekanizmasını işletir. Ekshalasyon yetisinin ölçütü ekspiratuvar zaman sabitidir (RCe). Respiratuvar sistemin elastik denge noktasına kadar ekshalasyonun sağlanması için (maksimum potensiyel volüm değişikliğinin %90 ı) en azından 2 RCe kadar zaman gerekir.

ASV, bu amaçla, minimum insp zamanı 1 RCe ve min exp zamanı 2 RCe kabul ederek, maksimum solunum hızını şu formülle hesaplar: fmax=60/(3xRCe)= 20/RCe fmax ≤ 60 Örn: 70 kg hasta, Crs=50 ml/cmH2O (=0.05 L/cmH2O), Raw=5cmH2O/L/sn, Rdevre-valv=5cmH2O/L/sn RCe= 0.05 x (5+5)=0.5 sn Fmax=20/0.5=40

D: düşük frekans: En düşük frekans sabittir ve 5 dir. %100 min vol ayarında en düşük frekans (5) 70 kg hasta için max Vt ü 1400 ile sınırlar (7000 ml /5=1400). Optimal solunum paterni:hastanın doğal olarak seçtiği tamamen desteksiz solunuma uyar ve hastanın devam ettirebildiği solunum paternini verir. ASV Otis denkleminden frekansı hesaplar: Örn: 70 kg hasta, %100 min vol, RCe= 0.5 sn ise optimal f=15 olur. Hedef Vt=hedef min vol/optimal f=7000/15=467 ml

ASV nin akciğer koruyucu hard kuralları tarfından belirlenen kontrol parametrelerinin min-max değerleri: parametre min Max İnsp basınç (cmH2O) Baseline havayolu basıncının (PEEP) 5 üstü Pmax ayarının 10 altı Vt (ml) 4.4 x IBW 15.4 x IBW veya Ve/5 Pmax ayarı tarafından sınırlanır ve daha az olabilir Total solunum frekansı 5 22 x %min vol/100 (IBW>15) 45 x %min vol/100 (IBW<15) Zorunlu solunum frekansı 60 Ti (sn) 0.5 sn veya 1xRCe Daha uzun olabilir 2 sn Te (sn) 2xRCe (3xRCe olabilir) 12 sn I/E 1/4 1/1

Güvenlik kutusu her soluk için oluşturularak, hasta karekteristiklerindeki ve kullanıcı ayarlarındaki değişiklikler karşılanır. Sonuç olarak hasta, aşağıdaki algoritmaya göre, zorunlu solunum hızı ve insp basınç manüple edilerek, devamlı olarak hesaplanan hedef noktalara doğru (f,Vt,Ve) yönlendirilir. Pins Zorunlu f I - + II III IV Ölçülen Vt I II Hedef VT III IV Hedef f Ölçülen f 4 durumda da ASV her zorunlu solukta insp zamanı ve I/E oranını kontrol eder.

Ventilatör spontan solunum eforunu algıladığında, ASV algoritması buna zorunlu solunum hızını azaltarak cevap verir. ASV, spontan solunum sırasında insp basıncı manüple ederek, hastayı hedef solunum paternine yönlendirir. Bu durumda her soluk basınç limitli, flow döngülü (PSV de olduğu gibi) ve volüm hedeflidir.

Hastanın hedef Ve nin üstünde soluması hasta frekansının hedef frekansın üstünde olması ile oluşur, çünkü ASV hedef Vt ü ve bu hedef için basınç limitini korumuştur. Belirlenen hedef nokta güvenlik kutusunun dışında kalabilir. Bu durumda ASV, güvenlik kutusundaki en yakın noktayı seçer ve klinisyeni alarm ile uyarır: check %min vol, unable to reach target, ASV:check P-high limit

Spontan solunum paterni Öngörülen %min vol değişimi öneri normal uygun ASV sabit duruma ulaşınca kan gazı kontrolu yapılmalıdır. Takipne (ss>35), klinik olarak solunum distresi bulguları(aksesuar kas kullanımı, abdominal-torasik paradox hareket, interkostal çekilme) uygunsuz solunum paterni olarak kabul edilir. Kan gazı Spontan solunum paterni Öngörülen %min vol değişimi öneri normal uygun _ Monitörizasyona devam uygunsuz artır Nedeni belirle sedasyon ver PaCO2 yüksek yok İnsp basıncı gözle pH>7.3 değil ise artır Nedeni belirle PaCO2 düşük azalt Pmean i gözle Oksijenasyonu gözle Azaltmayı değerlendir Artırmayı değerlendir PaO2 ve SaO2 düşük Yok veya uygun PEEP veya FiO2 yi artırmayı değerlendir

Hasta eforu oluştukça ve akciğer mekanikleri düzeldikçe ASV ile otomatik olarak ve sürekli weaning oluşur. “minimal” ASV ayarları saptandığında hastanın ventilatörden ayrılması değerlendirilir. ASV algoritması için minimal ayarlar; zorunlu soluğun olmaması ve insp basıncın baseline değerin ≤8 cmH2O üzerinde olmasıdır. Bu ekran, hedef ve aktüel değerler ile Vt için gereken basıncı gösterir. Böylece klinisyen hastanın ihtiyacını ve %min vol değişikliklerine cevabını değerlendirmesini sağlar.

>10 Pinsp <8 fcontrol fspontan yorum uygun yüksek %100 min vol de solunum paterninin değerlendirilmesi Pinsp fcontrol fspontan yorum >10 Tam kontrollu mekanik ventilasyon. Weaninge başlamak için %min vol ü azaltmayı değerlendir uygun Destekli spontan solunum. %min vol ü azaltmayı değerlendir <8 Desteksiz solunum. Ekstübasyonu değerlendir yüksek Dispne. % min vol ü artırmayı değerlendir. Oto tetiklemeyi kontrol et

Pinsp fcontrol fspontan yorum >10 uygun <8 yüksek >%100 min vol de solunum paterninin değerlendirilmesi Pinsp fcontrol fspontan yorum >10 Tam kontrollu mekanik ventilasyon. Kan gazını kontrol et. Weaninge başlamak için %min vol ü azaltmayı değerlendir uygun Destekli spontan solunum. Yüksek ventilasyon gereğinin nedenini değerlendir. %min vol ü azaltmayı değerlendir <8 Desteksiz solunum. Yüksek ventilasyon gereğinin nedenini değerlendir. %min vol ü azaltmayı ve Ekstübasyonu değerlendir yüksek Dispne. Yüksek ventilasyon gereğinin nedenini değerlendir. Diğer modlara geçmeyi ve klinik tedavileri değerlendir. Oto tetiklemeyi kontrol et

Pinsp fcontrol fspontan yorum >10 uygun <8 yüksek <%100 min vol de solunum paterninin değerlendirilmesi Pinsp fcontrol fspontan yorum >10 Hpoventilasyon tehlikesi. Kan gazını değerlendir ve %min vol ü artırmayı değerlendir uygun Zorlanmış weaning paterni. Hastanın solunum eforunu ve kan gazını değerlendir.% min vol ü artırmayı veya azaltmayı değerlendir <8 Desteksiz solunum. Ekstübasyonu değerlendir yüksek Dispne. % min vol ü artırmayı ve diğer klinik tedavileri değerlendir. Oto tetiklemeyi kontrol et

ASV nasıl başlar, başlangıç solukları: Soru: bir hasta için hastanın spontan soluyup solumadığı bilinmeden hedef değerlere nasıl ulaşılır? Bu amaç için ASV SIMPV(senkronize intermittan zorunlu basınç ventilasyonu) uygular. Hasta tarafından tetiklenen her soluk basınç destekli ve flow döngülüdür, ekshalasyona geçiş flowa göre ayarlanır. Hasta solunumu tetiklemez ise, verilen soluk basınç ayarlı ve zaman döngülüdür.

Aşağıdakiler kullanıcı tarafından set edilmelidir: PEEP Oksijen Pramp Ekspiratuvar triger sensitivite Tetikleme tipi ve duyarlılığı Aşağıdakiler ASV tarafından otomatik olarak ayarlanır ve kullanıcı karışamaz: SIMV frekansı: total solunum frekansını değiştirmek için İnspiratuvar basınç düzeyi: İnspiratuvar volümü değiştirmek için İnspiratuvar zaman: akciğerlere gaz akımı sağlamak için Başlangıç soluk paterni