Tác giả: Bác sĩ Đặng Thanh Tuấn – Trưởng khoa hồi sức Ngoại – Bệnh viện Nhi Đồng 1 – TPHCM
Máy thở không chỉ hoạt động trị liệu để hỗ trợ thông khí và trao đổi khí; nó cũng có thể cung cấp thông tin quan trọng liên quan đến cơ học hô hấp của bệnh nhân, có thể hỗ trợ để chẩn đoán bệnh suy hô hấp của bệnh nhân.
Mô hình hai thành phần
Để hiểu làm thế nào máy thở cung cấp thông tin về cơ học hô hấp, rất hữu ích khi chia hệ thống hô hấp thành hai thành phần: thành phần sức cản và thành phần đàn hồi. Thành phần sức cản được xác định bởi các đường dẫn khí, bao gồm ống nội khí quản và đường thở của bệnh nhân. Thành phần đàn hồi được xác định bởi nhu mô phổi và thành ngực. Độ đàn hồi, nghịch đảo của độ giãn nở, là thước đo độ cứng. Máy thở phải cung cấp đủ áp lực đường thở để đẩy không khí qua thành phần sức cản (tạo lưu lượng), một hành động tương tự như thổi khí qua ống. Máy thở cũng phải cung cấp đủ áp lực đường thở để bơm phồng thành phần đàn hồi (làm đầy thể tích), một hành động tương tự như bơm bóng bay. Do đó, áp lực đường thở gần bằng tổng áp lực phát sinh từ thành phần sức cản và áp lực phát sinh từ thành phần đàn hồi (Hình 4.1).
| Khái niệm chính # 1
Mô hình hai thành phần của hệ hô hấp: • Thành phần sức cản = đường dẫn khí • Thành phần đàn hồi = nhu mô phổi và thành ngực |
Thành phần sức cản của áp lực đường thở gần (PR) bằng với tích số của lưu lượng (Q) và sức cản (R), một tương quan tương tự với định luật Ohm, như được mô tả trong Chương 1. Tăng lưu lượng qua ống hoặc tăng sức cản của ống sẽ làm tăng áp lực đường thở:
PR = Q x R
Thành phần đàn hồi của áp lực đường thở gần (PE) bằng với thể tích (V) trong phổi chia cho độ giãn nở (C) của hệ hô hấp. Tăng thể tích khí lưu thông hoặc giảm độ giãn nở (tăng độ cứng) sẽ làm tăng áp lực đường thở:
PE = V/C
Đặt hai thành phần này lại với nhau sẽ tạo ra sự cân bằng cho áp lực đường thở gần:
Pair = Q x R + (V/C)
Lưu ý rằng phương trình này chỉ là sự sắp xếp lại phương trình từ Chương 1 (Palv = áp lực phế nang):
Q = (Pair – Palv)/ R
V/C được thay thế cho Palv:
Q = (Pair – V/C)/R
Phương trình được sắp xếp lại:
Pair = QxR + V/C
| Khái niệm chính # 2
• Độ giãn nở là thước đo độ co giãn • Độ đàn hồi là thước đo độ cứng • Độ giãn nở là nghịch đảo của độ đàn hồi |
Áp lực đường thở (Airway pressure)
Máy thở có đồng hồ đo áp lực liên tục báo cáo áp lực đường thở trong quá trình thở máy. Đánh giá áp lực đường thở gần này liên quan đến lưu lượng và thể tích khí lưu thông có thể cung cấp thông tin về cơ học hô hấp bệnh nhân, đặc biệt là sức cản và độ giãn nở của hệ hô hấp.
Trong cài đặt thông khí kiểm soát thể tích (VCV), lưu lượng (mục tiêu) và thể tích khí lưu thông (chu kỳ) được đặt. Do đó, áp lực đường thở gần sẽ phụ thuộc vào sức cản của đường thở và độ giãn nở của nhu mô phổi và thành ngực. Áp lực đường thở đỉnh (peak airway pressure) là áp lực đường thở tối đa trong chu kỳ hô hấp. Đối với lưu lượng và thể tích khí lưu thông nhất định, áp lực đường thở đỉnh sẽ tăng lên trong bệnh cảnh tăng sức cản hoặc giảm độ giãn nở.
Để xác định xem áp lực đường thở tăng có phải là kết quả của tăng sức cản hay giảm độ giãn nở hay không, có thể thực hiện thao tác tạm dừng hít vào (inspiratory pause maneuver). Với thao tác này, sau khi thể tích khí lưu thông cài đặt được cung cấp, van thở ra của máy thở sẽ đóng lại, ngăn không khí rời khỏi hệ thống hô hấp trong một khoảng thời gian ngắn. Bởi vì không khí không thể rời khỏi hệ hô hấp trong khoảng thời gian này, áp lực ở mọi nơi trong hệ hô hấp cân bằng.
Khi áp lực trên toàn bộ hệ thống hô hấp đã được cân bằng, sẽ không còn bất kỳ độ chênh lệch áp lực nào để kiểm soát lưu lượng, do đó, lưu lượng sẽ ngừng lại (Q = 0). Như đã lưu ý, PR = Q × R, và do đó PR (thành phần sức cản của áp lực đường thở gần) cũng sẽ bằng không, bất kể sức cản đường thở. Do đó, áp lực đường thở gần đo được chỉ bao gồm áp lực phát sinh từ thành phần đàn hồi (PE), bằng với V/C.
Áp lực đường thở gần được đo ở cuối quá trình tạm dừng hít vào được gọi là áp lực bình nguyên (plateau pressure). Áp lực bình nguyên sẽ tăng lên khi tăng thể tích khí lưu thông hoặc giảm độ giãn nở hệ hô hấp. Áp lực bình nguyên có thể được xem là áp lực tối đa trong chu kỳ hô hấp ở phế nang. Khi bắt đầu thở, áp lực phế nang ở mức thấp nhất. Trong khi hít vào, khi không khí lấp đầy phế nang, áp lực trong phế nang tăng lên, đạt đến mức tối đa một khi toàn bộ thể tích khí lưu thông được cung cấp. Mức tối đa đó đối với áp lực phế nang bằng với áp lực bình nguyên (Hình 4.2).
| Khái niệm chính # 3
Áp lực bình nguyên: • Đo áp lực phế nang tối đa trong chu kỳ hô hấp • Đo bằng thao tác tạm dừng hít vào • Cao hơn khi thể tích khí lưu thông tăng và giảm độ giãn nở hệ hô hấp |
Thuật toán chẩn đoán
Áp lực đỉnh và bình nguyên , như được đo trong VCV, có thể cung cấp thông tin về cơ học hô hấp của bệnh nhân (Hình 4.3). Áp lực đỉnh tăng là kết quả của áp lực tăng từ thành phần sức cản, áp lực tăng từ thành phần đàn hồi hoặc cả hai.
Để xác định nguyên nhân của áp lực đỉnh tăng, nên tạm dừng hô hấp để đo áp lực bình nguyên. Nếu áp lực bình nguyên là bình thường, áp lực đỉnh tăng là do sức cản đường thở tăng (Hình 4.3b). Các nguyên nhân phổ biến của việc tăng sức cản đường thở bao gồm cắn ống nội khí quản, dịch tiết trong đường thở và co thắt phế quản.
Nếu áp lực bình nguyên tăng, áp lực đỉnh tăng là do độ giãn nở của hệ hô hấp giảm hoặc do thể tích phổi tăng (Hình 4.3c). Các nguyên nhân phổ biến của việc giảm độ giãn nở hệ hô hấp bao gồm phù phổi, xơ phổi, cổ trướng, béo phì và mang thai. Tràn khí màng phổi và xẹp phổi làm tăng áp lực bình nguyên vì thể tích khí lưu thông được cài đặt từ VCV có ít phổi có sẵn để vào.
Bẫy khí, như đã giải thích trong Chương 6, cũng làm tăng áp lực bình nguyên bằng cách tăng thể tích phổi cuối kỳ thở ra và áp lực. Việc bổ sung thể tích khí lưu thông vào thể tích phổi cuối kỳ thở ra và áp lực tăng sẽ dẫn đến tăng áp lực bình nguyên.
| Khái niệm chính # 4
Nguyên nhân gây tăng sức cản đường thở: • Cắn ống nội khí quản • Dịch tiết đường thở • Co thắt phế quản |
| Khái niệm chính # 5
Nguyên nhân của việc giảm độ giãn nở hệ hô hấp: • Phù phổi • Xơ phổi • Tràn khí màng phổi • Xẹp phổi • Bẫy khí • Cổ trướng • Béo phì • Mang thai |
Giảm áp lực đỉnh trong quá trình VCV có thể được ghi nhận trong bối cảnh nỗ lực hô hấp của bệnh nhân hoặc rò rỉ bóng chèn ống nội khí quản. Vì lưu lượng trong VCV được cài đặt, các nỗ lực hô hấp của bệnh nhân sẽ không làm thay đổi lưu lượng mà sẽ làm giảm áp lực đường thở gần. Việc đặt ống nội khí quản có bóng chèn làm đường thở kín, cho phép tạo áp lực cho hệ hô hấp trong khi hít vào. Nếu bóng chèn không kín đầy đủ, không khí có thể rò rỉ ra bên ngoài, làm giảm áp lực đường thở đỉnh. Rò rỉ bóng chèn có thể xảy ra do bơm phồng bóng chèn không đủ, di chuyển ống nội khí quản ra ngoài, đặt ống thông dạ dày vào khí quản hoặc bóng chèn ống nội khí quản bị khiếm khuyết (Hình 4.4).
| Khái niệm chính # 6
Nguyên nhân của giảm áp lực đường thở đỉnh: • Nỗ lực hô hấp của bệnh nhân • Rò rỉ ống nội khí quản |
Suggested Readings
1. Cairo J. Pilbeam’s mechanical ventilation: physiological and clinical applications. 5th ed. St. Louis: Mosby; 2012.
2. Hess D. Respiratory mechanics in mechanically ventilated patients. Respir Care. 2014;59:1773–94.
3. MacIntyre N, Branson R. Mechanical ventilation. 2nd ed. Philadelphia: Saunders; 2009.
4. Marino P. Marino’s the ICU book. 3rd ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins; 2007.
5. Tobin M. Principles and practice of mechanical ventilation. 3rd ed. Beijing: McGraw-Hill; 2013.
