기계환기

1. 기계환기 모드 (RED BOX)

   • 기계 환기 모드에는 assist control mode (volume control, pressure control), synchronized intermittent mandatory ventilation (SIMV) mode 등이 있다.

   • 모드에 따라 아래 나오는 그래프의 파형이 달라지게 되는데, 그래프는 위에서부터 차례로 압력, flow, volume을 나타내는 그래프이다.

2. Ppeak, Pmean, I:E (BLUE BOX)

   • Ppeak (최대 흡기압): 기계 환기 중 기도에 걸리는 최대 압력 (기도 저항 반영)

   • Pplateau (평균 흡기말 압력): 폐포가 늘어나는 압력을 반영 (폐 유순도 반영). Barotrauma(압력 손상) 위험 평가에 중요 (목표: ≤30 cmH2O)

   • Pmean (평균 기도압): 산소화(Oxygenation)와 관련됨

3. I:E ratio

   • 흡기 대 호기 시간 비율. 보통 1:2 정도 유지, COPD/천식에서는 1:3~1:4로 호기 시간 연장 필요

4. O2 conc., PEEP, Resp. Rate, Tidal volume (Green box)

   • O2 conc: 흡입산소농도 (FiO2) 조절

   • PEEP (호기말 양압, Positive End Expiratory pressure) : 호기 말에 폐포가 찌그러지지 않도록 압력을 유지 → 산소화 개선

   • Resp.rate: 분당 호흡수를 설정하는 부분

   • Tidal volume: 1회 환기량 (호흡동안 폐에 들어갔다 나오는 공기량)을 설정하는 부분

[1] Harrison 22e, Chap. 313

[Assisted control mechanical ventilation (ACMV) mode]

• 기계가 환자의 호흡을 100% 조절하는 방식, 가장 흔하게 사용

• 정확한 목표 tidal volume이나 airway pressure를 달성할 수 있으나, 주로 자발호흡이 없는 경우 사용하며, 자발호흡이 있는 환자에서 적용할 경우 환자의 자발호흡과 충돌이 발생할 수 있어 sedation이 필요

• Pressure control mode 와 Volume control mode로 적용할 수 있음

  • Pressure control mode: airway pressure와 RR을 설정하여 일정한 압력으로 호흡을 시행

    

    → 기도압의 비정상적 상승을 예방할 수 있으나, 폐의 순응도나 기도저항에 따라 환기량이 적어질 수 있음 (compliance가 낮거나 기도저항이 높다면 환기량이 적어짐)

  • Volume control mode: Tidal volume과 RR을 설정하여 일정한 환기량으로 호흡을 시행

    

    → 일회 환기량이 보존되나, 폐의 순응도나 기도저항에 따라 Airway pressure가 변함
    (compliance가 낮거나 기도저항이 높다면 airway pressure가 비정상적으로 높아질 수 있어 barotrauma 위험이 높음)

    

[SIMV mode]

• 기계에 의한 환기 + 환자의 자발호흡을 허용

  

[1] Harrison 22e, Chap. 313 (Table 313-1, Fig 313-4)

• 호기말 양압: 호기 말에 기도 내 일정한 양압을 유지하는 것 → 폐포의 허탈을 방지

  

• 필요성: 호기 말에 대기압보다 높은 압력을 제공하여 폐포의 반복적인 허탈을 방지하고 무기폐를 예방, Funtional residual capacity를 증가시키고 V/Q mismatch를 호전
  → 기계호흡이 필수적이나 폐의 탄력성과 순응도가 떨어지는 ARDS에서 중요

  
  

  

  일반폐와 ARDS 폐의 순응도 비교

  → 일반 폐에서는 0.5L의 tidal volume을 주는데 8cmH2O의 압력이 필요하나, ARDS 폐에서는 0.5L의 tidal volume을 주기 위해 28cmH2O의 압력이 필요하다. 압력이 높아지는 과정에서 lung 의 barotrauma가 발생할 위험이 높으며, 0cmH20까지 압력을 낮추는 동안 폐포의 허탈이 발생하게 된다.

  

  PEEP을 20cmH2O로 설정하고 tidal volume 을 0.5L로 주었을 때 낮은 압력에서 발생할 수 있는 폐포 허탈(A)을 예방할 수 있고, 높은 압력에 의해 alveolar overdistention이 발생하는 것을 예방할 수 있다.

[1] Harrison 22e, Chap. 312, 313 (Fig 312-5, 313-2)

• Air trapping (auto-peep)

  • 이전 호기(Exhalation)가 완전히 끝나기 전에 다음 흡기가 시작되어 폐에 공기가 남아 있는 상태

  • 원인: 높은 airway resistance, 짧은 호기 시간

• Double triggering

  

  
  

  • 환자의 한 effort에 대해 기계가 두 번 연속으로 breath를 줌 → 첫 번째 breath가 끝나기 전에 환자가 계속 흡기 effort를 하여 두 번째 breath가 trigger됨

  • 원인: TV 설정이 너무 작거나 흡기 시간이 짧아 환자 effort를 다 충족 못하는 경우

• Air leak

  

  
  

  • 기계가 공급한 공기의 일부가 환기 회로 밖으로 누출 → volume curve가 0에 닿지 않음

  • 원인: E-tube ballooning 부족, ventilator circuit 의 결함

• Flow hunger

  

  
  

  • 환자의 흡기 effort에 비해 기계가 공급하는 flow가 부족

[1] Harrison 22e, Chap. 313

• 정의: 기도저항이 증가된 환자에서 인공호흡기 치료를 시행하는 경우, 과도하게 높은 Tidal volume이나 짧은 호기시간으로 인해 공기가 완전히 배출되지 않아 폐의 과팽창이 발생하는 현상 (Air trapping)
  → Flow wave에서 다음 흡기가 시작되는 시점에 호기 기류가 남아있는 모습이 확인
  → 지속되는 경우 alveolar overdistention이 발생하고, Airway pressure가 비정상적으로 증가하게 됨

• 원인: distal airway obstruction (asthma, COPD)

• 처치

  • 흡기 대 호기 비율 (I:E ratio)를 조절하여 흡기를 짧게, 호기를 길게 조절

  • 기관지 확장제 투여, 기도 분비물의 제거, 초기 치료 시 폐의 과팽창 유무를 수시로 확인

  • tidal volume respiratory rate을 가능한 줄여서 과팽창 예방

  • barotrauma (기흉, 종격동기종 등)이 의심될 경우 응급 CXR 촬영

** 2022 ACM 2차 2교시 55번 문항 참고
COPD 환자, 인공호흡기 유지중. 체위 변경 후 Ppeak증가, 기계호흡기 스크린에서 Peak inspiratory pressure 증가 및 flow wave에서 auto-PEEP이 확인 → Rt lung 호흡음 감소, 혈압 감소
: Auto PEEP으로 인한 tension pneumothorax가 발생한 케이스

[1] Harrison 22e, Chap. 311 (Fig 311-6), 313

• 성대 손상: edema, avulsion, paralysis

• 기도 협착: granulation tissue, tracheomalacia

• 압력 손상 (barotrauma): Inspiratory plateau pressure가 30cmH2O를 초과하거나, auto PEEP이 발생하는 경우 기흉, 종격동 기종, 기복증 등이 발생할 수 있음

• 기계호흡 연관 폐렴 (VAP)

[1] Harrison 22e, Chap. 313