mechanical ventilation nursing

1. mechanical ventilation mode

환기 모드 이름은 기종에 따라 다양하다. 이것이 기계환기를 이해하기 어렵게 만드는 원인 중 하나이다. 반드시 이해해야 할 모드는 많지 않으며, 현재 주로 사용되는 기본적인 환기 모드는 CMV, PSV, SIMV, CPAP의 네 가지이다. 이 네 가지 환기 모드의 조합이나 응용으로 만들 수 있는 다른 복잡한 모드도 이해할 수 있다. PEEP은 환기 모드의 이름은 아니기 때문에 다른 환기 모드와 같이 설명하는 것은 적당하지 않지만, 환기모드를 이해함에 있어서 반드시 필요하다.

1) CMV (Controlled Mechanical Ventilation, Continuous Mandatory Ventilation)

  • 자발호흡이 없는 경우에 모든 환기를 인공호흡기가 지속적으로 담당
  • CMV의 강제환기 흡기 방식에는 두 종류가 있다. 이것은 폐로 보내는 가스를, 용적(volume)과 압력(pressure) 둘 중 어떤 것으로 관리하느냐에 따라 분류한다.
– The client receives a set tidal volume at a set rate.
– Used for clients who cannot initiate the respiratory effort. Least used mode; if the client attempts to initiate a breath, the ventilator locks out the client’s inspiratory effort.
(1-1) VCV (Volume Control Ventilation)
    • 인공호흡기로 환기를 대신할 때 보내지는 가스의 양(volume)을 일정하게 조절하며 환기를 진행하는 것
    • 일회호흡량이 확보된다. 이상이 발생한 경우에는 기도압이 상승하므로 기도압을 확인해야한다.
    • 자발호흡이 발생한 경우는 동조가 잘 되지 않아 fighting이 일어나기 쉽다.
    • EIP (End Inspiratory Plateau)는 최고 흡기압에 도달한 후에 곧바로 호기로 변환하지 않고 짧은 시간 동안 흡기 말 상태를 유지하는 것을 말한다. 이때 기도압은 약간 내려가고 그래픽 모니터 상에서는 고원부(plateau)가 관찰된다. 이 때의 기도압을 plateau pressure이라고 한다. 짧은 EIP 시간에도 그 기간 동안 폐 안의 환기가 재분배되어 폐의 불균등 환기가 시정된다.
(1-2) PCV (Pressure Control Ventilation)
    •  인공호흡기로 환기를 대신할 때 보내지는 가스의 압력(pressure)을 일정하게 조절하며 환기를 진행하는 것
    •  PIP (Peak Inspiratory Pressure, 최고흡기압)을 제한할 수 있다. 따라서 폐포의 과팽창에 의한 폐 손상을 예방할 수 있다. 항상 불균등 환기를 적게 하는 것이 가능하다. 따라서 좋은 폐에 손상을 주지 않으며 호흡부전의 폐 병면이 있는 경우에 적합하다.
    •  폐의 상태에 따라 환기량(TV)이 좌우된다. 따라서 환기량의 추이를 확인하는 것이 중요하다.
    •  자발호흡이 나타난 경우에도 유량 및 환기량은 환자의 필요에 맞출 수 있기 때문에 환자의 자발호흡과의 동조성은 비교적 잘 유지된다.

 

2) SIMV (Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation)

    • 자발호흡을 시발점으로 하여 자발호흡과 자발호흡 사이에 간헐적으로 기계에 의한 강제환기를 추가하는 것으로 자발호흡에 맞추어 가압 등 보조할 수 있다.
    • 호흡 수 (RR) 및 강제환기의 방식(VCV or PCV)으로 강제환기 부분을 설정하여, 자발 호흡이 없더라도, 최저 SIMV 횟수만큼은 반드시 강제적으로 환기시킴으로써 먼저 환기 패턴을 만들어 놓는다.
    • 강제환기와 강제환기 사이의 자발호흡에 대하여 PSV를 추가하는 것이 가능하다. 즉 SIMV + PS가 된다.
    • 환자의 자발호흡이 적은 경우, 리듬이 불규칙한 경우, 매 호흡의 자발호흡이 약한 경우 등에 이용 (자발호흡이 있는 경우 및 자발호흡이 없는 경우에도 사용할 수 있다.)
    • 강제환기의 호흡수를 감소시킴으로써 weaning에 사용할 수 있다.
– Similar to assist-control ventilation (ACMV) in that the tidal volume and ventilatory rate are preset on the ventilator. Allows the client to breathe spontaneously at her or his own rate and tidal volume between the ventilator breaths.
– Can be used as a primary ventilatory mode or as a weaning mode

 

3) PSV (Pressure Support Ventilation)

    • 자발호흡을 시발점으로 하여 자발호흡에 맞추어 기계적으로 가압하는 것
    • 환자가 숨을 들이마시기 시작하면 그 순간 기도압은 약간 내려가고, 이것을 인공호흡기가 감지(trigger)한다. 기도압을 항상 설정된 가도압으로 유지하는 모드이므로 환자가 숨을 들이마시면 들이마신 만큼 가압 및 보조하여 pressure support level을 유지한다. 따라서 흡기 중에는 일정한 기도압을 유지할 수 있도록 유량이 변하도록 되어 있다. (압력에 의한 보조만 이루어지므로 TV이나 RR은 보장되지 않고 달라질 수 있다.)
    • fighting이 적어져 진정제 등의 투여량을 줄일 수 있다.
    • weaning의 유력한 수단이 된다. PSV 단독인 경우에서 weaning 시 pressure support level을 서서히 내려서 CPAP으로 이행한다.
    • 무호흡이 발생할 때를 대비하여 백업환기가 작동하도록 설정한다. 또한 반드시 환기량의 하한 알람을 설정한다.
    • 매 호흡마다 자발호흡이 약한 경우 (자발호흡이 있는 경우에 사용한다.)
– Pressure support is a predetermined pressure set on the ventilator to assist the client in respiratory effort. With pressure support, pressure may be maintained while the preset breaths per minute of the ventilator gradually are decreased.
– As weaning continues, the amount of pressure is decreased gradually.

4) CPAP (Continuous Positive Airway Pressure)

    • 환자의 자발호흡에 일정한 양압을 지속적으로 가하는 상태로 흡기 및 호기 시 모두 동일한 압력이 가해진다.
    • 부가되는 PEEP의 레벨에 비례해 폐가 크게 팽창하고 산소화가 개선된다. 기도압의 변화가 작아지고 최대한 일정하게 된다. 흡기 시 기도압의 저하가 크게 되면 호흡곤란이 심해진다. 환기량이 보증되지 않기 때문에 TV, RR 관찰이 필요하다.
    • 환기보조가 아니며 적극적으로 폐를 팽창시키려고 하지 않으므로 가장 생리적이다. 자발호흡에 의한 환기량의 거의 100%를 차지한다.
    • fighting은 거의 일어나지 않는다.
    • weaning의 최종단계에 사용하는 환기 모드이다.
    • BiPAP 등 마스크로 기계환기를 시행하는 NIPPV 방식은 CPAP, CPAP+PS가 많다.
– Ventilatory support given without using an invasive artificial airway; orofacial masks and nasal masks is used instead.
– Can be used in certain situations of COPD distress, heart failure, asthma, pulmonary edema, and hypercapnic respiratory failure.
– 수면 무호흡 환자에게 사용 → 침대 옆, 넓을 필요 없음, 항상 사용
    • 자발호흡이 있는 경우에 사용한다. 자발 호흡이 있는 상태에서 PEEP의 효과를 기대하고 있은 경우에 사용한다.
    • PEEP (Positive End Expiratory Pressure)이란 호기 시 기도압이 0이 되지 않도록 일정한 압력을 기도에 가하는 것이다. (Intubation 상태에서 Ventilator를 적용하면 생리적인 PEEP이 없어지게 되므로)  SIMV, PSV, CPAP와 같은 ventilation mode가 아니고 FiO2와 같은 산소화 기능 중 하나라고 할 수 있다. 모든 환기모드와 같이 적용할 수 있다. 쭈그러들기 쉬운 폐포가 쭈그러들지 않게 만들어 조금 부푼 상태를 유지하는 것이 PEEP의 효과이다. 실제 적용하는 PEEP은 3∼15cmH2O정도이다.
    • 호기 시뿐만 아니라 자발호흡의 흡기 시에도 PEEP과 동일한 압력을 가하는 것이 CPAP이다.
    • 기도압이 상승(PIP 시)하면 폐포내압이나 폐강내압이 상승하기 때문에 정맥환류(venous return)가 감소되어 혈압은 떨어지기 쉽다.
    • 인공호흡기의 graphic monitor는 기도압, 유량, 환기량을 파형의 형태로 실시간으로 나타낸다. 자발호흡/강제호흡, 흡기/호기, 환기모드, 환자와 인공호흡기의 동조성, 이상 상태(연결 부분의 빠짐, leak, 기도 내 객담의 저류 등), 폐 및 흉곽 상태를 추측할 수 있다.
    • 기도압 파형은 흡기 시에 가스가 폐 안으로 들어가게 되므로 기도압이 상승하고 호기 시에는 일시 하강한다. PEEP이 가해지면 호기말 기도압은 PEEP 까지만 내려간다.
    • 유량 파형은 흡기는 위쪽으로, 호기는 아래쪽으로 표시한다. 환기가 감소하면 파형은 작아진다.
    • 환기량(폐 용량) 파형은 흡기는 위쪽으로, 호기가 끝나면 거의 0(baseline)으로 되돌아온다.

 

2. 표준적인 설정치

환기 모드의 선택 자발호흡의 정도를 확인하여 결정
trigger sensitivity – 공통 설정 부분
– pressure trigger 방식에서는 환자의 호기말 기도압에서 1∼2cmH2O 정도 낮은 수치로 한다. (설정치는 -1 ∼ -2 cmH2O가 된다.)
flow trigger 방식에서는 1∼5L/min 정도로 설정한다.
FiO2 (산소 농도) – 공통 설정 부분
– ABG 결과를 바탕으로 결정하지만 환자 상태가 불확실한 경우 100%로 시작한다.
PEEP – (필요 시 공통 설정 부분)
– 생리적인 PEEP : 3∼5 cmH2O (20cmH2O까지 사용)
– 산소화 장애가 현저한 경우 PEEP 올리는 것이 필요함
– 단 PIP 상승, 혈압 하강에 주의한다.
TV – VCV에서는 6∼8mL/kg으로 설정
PIP를 30∼35cmH2O 이하로 억제
흡기압 – PCV에서는 흡기압을 10∼15cmH2O로 하되 TV이 8mL/kg정도 유지
RR – 성인은 12∼15회/분
I:E ratio – I:E ratio는 일반적으로 1:2로 한다.
– 흡기 시간의 절대 값은 대개 1∼1.5초가 된다.
– ex) severe asthma 경우, 기도 저항이 높고 호기 시 숨을 내쉬기 어려운 경우, I:E ratio를 1:3 이상으로 하고 호기 시간을 충분히 확보하는 것이 필요하다.
EIP – EIP를 설정하는 경우 0.2초 정도 설정
    • 기록 : 기종명, ventilation mode, FiO2, PEEP, 설정량(TV이나 MV) 또는 설정압(PC level, PS level), RR 또는 SIMV 횟수
    • 기타 기록 : I:E ratio, EIP, trigger sensitivity, 알람 설정치
    • 실제 측정치 : PIP/PEEP, TV, MV, RR, SpO2
    • ventilator 사용 중인 bedside에는 반드시 보조환기장치를 준비할 것. 반드시 ambu-bag 등 손으로 시행할 수 있는 보조 환기 장치를 준비하여 응급 시 곧바로 사용할 수 있게 해둔다. Midazolam으로 sedative를 사용하는 경우 의식은  없음. ( flumazenil이 이에 대한 antidote임.)

 

3. 알람

1) 알람 시 대처

    • 알람이 울렸을 때 곧 바로 환자 곁으로 간다. 알람을 중지해도 괜찮지만 알람의 원인을 확인하고 해결했을 때까지는 reset하지 않는다.
    • 흉곽의 움직임, 호흡 패턴의 변화, V/S 변화, 피부 색의 변화 등 환자의 변화를 확인한다.
    • 알람의 원인을 확인하여 원인을 제거한다. 필요 시 ambu-bag을 이용하여 손으로 환기를 실시한다.
    • 알람을 reset한다.

2) 알람이 울리는 경우

(1) apnea
    • 원인 : 안정제 등의 영향, 과환기 후의 PaCO2 저하, 자발호흡의 저하, 회로가 빠짐, 의도하지 않은 발관
    • 대책 : 원인을 확인한다. 깊은 진정이 원인일 경우 (특히 마약) 감량, 강제환기 횟수를 올림, CMV 또는 SIMV로 변경
(2) 기도압 상한 알람
    • 원인 : fighting, bucking, 객담의 저류, 회로 폐색, 튜브 꺾임
    • 대책 : 원인을 해결
(3) 기도압 하한 알람
    • 원인 : 회로 탈락, 회로 leak, 의도하지 않은 발관, 환자의 흡기 노력 증가
    • 대책 : 원인을 해결, 환자의 흡기 노력이 증가 시 흡기유량을 증가시키거나 PCV, PSV 등으로 설정 변경
(4) 환기량 상한 알람
    • 원인 : 노력성 호흡의 증가, 호흡 부전의 악화, 흥분 또는 각성
    • 대책 : 노력성 호흡의 증가나 호흡 부전의 악화 시 산소화 능력 재확인 후 설정 변경, 흥분 또는 각성 시 진정 변경
(5) 환기량 하한 알람
    • 원인 : 회로 탈락, 회로 leak, 의도하지 않은 발관, 자발 호흡의 저하, 폐의 상태 악화
    • 대책 : 원인을 해결, mode 변경
(7) 호흡 수 상한 알람
    • 원인 : 호흡노력의 증가, 저산소혈증, 흥분 또는 각성, 호흡근의 피로, 겉보기만 빈호흡 (rapid shallow breathing)
    • 대책 : TV 확인 후 PS lsvel 등 변경, PiO2나 PEEP이나 TV 또는 PS level 변경, 진정 변경, PS나 SIMV 증가, trigger sensitivity를 아래로 내리거나 또는 leak 여부를 확인
(8) high-pressure alarm
    • Increased secretions are in the airway
    • Wheezing or bronchospasm is causing decreased airway size
    • The endotracheal tube is displaced
    • The ventilator tube is obstructed because of water or a kink in the tubing
    • Client coughs, gags, or bites on the oral endotrracheal tube.
    • The client is anxious or fights the ventilator.
    • pneumothorax
(9) low-pressure alarm
    • disconnection or leak in the ventilator or in the client’s airway cuff occurs
    • The client stops spontaneous breathing.

 

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