Kitap Bölümü DERMAN Mekanik Ventilasyon Ender Gedik Yoğun bakım üniteleri (YBÜ) ne başvuruların temel nedeni solunum yetersizliği ve bunun için gerekli mekanik ventilasyondur. YBÜ başvurusu sırasında hastaların yarısından fazlasına (%53) mekanik ventilasyon uygulandığı bildirilmiştir. Bu hastaların mortalitesi iki kattan daha fazla bulunmuştur. Temel endikasyonun %66-74 oranında akut solunum yetersizliği olduğu belirtilmiştir. Akut solunum yetersizliğinin en sık nedenleri postoperatif hastalar, pnömoni, sepsis ve akut solunum sıkıntısı sendromu (ARDS) dir. AKUT SOLUNUM YETERSİZLİĞİ (ASY) Akut solunum yetersizliği için bir çok tanımlama yapılmıştır. En çok kabul edilen arter kan gazı analizinde PaO2 nin 55-60 mmhg altında, PaCO2 nin 45-50 mmhg (KOAH hariç) üstünde olmasıdır. Patofizyolojik olarak iki alt gruba ayrılır. Tip I, (hipoksemik, akciğer) ASY: Sorun gaz alışverişinin bozulmasıdır. Fonksiyonel rezidüel kapasite ve akciğer kompliyansı azalır. Parankimal nedenler; pnömoni, kardiyojenik ve kardiyojenik olmayan pulmoner ödem (ARDS gibi), pulmoner hemoraji DOI: 10.4328/DERMAN.4554 Received: 15.04.2016 Accepted: 17.04.2016 Published Online: 18.04.2016 Corresponding Author: Ender Gedik, Anesteziyoloji ve Reanimasyon AD, Başkent Üniversitesi Tıp Fakültesi, Ankara, Türkiye. T.: +90 3122036868 E-Mail: gedikender@gmail.com Derman Tıbbi Yayıncılık 1030
ve interstisyel hastalık olarak belirtilebilir. Başlıca pulmoner damar sorunları ise pulmoner emboli ve hipertansiyondur. Tip II, (hiperkapnik, pompa) ASY: Alveolar ventilasyonda; karbondioksit atılımında bozukluk söz konusudur. Santral ve periferik sinir sistemi, toraks ve havayolu sorunlarından kaynaklanabilir. Dakika ventilasyonu (solunum frekansı x tidal hacim) azalır. Artmış solunum yükü üst havayolu obstrüksiyonunda, astım ve KOAH ile gelişebilir. Opioidler, sedatif hipnotikler ve santral sinir sistemini baskılayan tüm ilaçlar, kas gevşeticiler, spinal kord hasarı, nöromuskuler kavşak hasarı oluşturan hastalıklar (ALS, Guillain barre sendromu gibi) diğer nedenlerdir. Kafa içi basıncını artıran kitle, ödem, kanama ile de gelişebilir. Tip III, (mikst, postoperatif) ASY: Son yıllarda tanımlanmıştır. Toraks ve üst batın cerrahilerinden sonra, sigara kullananlarda, ciddi pozitif sıvı dengesinde olan hastalarda ve rezidüel anestezik ve kas gevşemesi etkisi bulunan hastalarda gelişebilir. Akut solunum yetersizliğinde mutlaka altta yatan nedene yönelik tedavi uygulanmalıdır. Bununla birlikte oksijen sunumunun artırılması (oksijen tedavisi, invaziv ve non-invaziv mekanik ventilasyon, sıvı ve kan ürünleri, perfüzyonun artırılması, temel bakım ve fizyoterapi), oksijen tüketiminin azaltılması, bronkodilatör tedavi ve gerekli ise antibiyotikler uygulanmalıdır. TEMEL BİLGİLER Mekanik ventilasyon YBÜ dışında ameliyathanede genel anestezi uygulamaları için, acil servislerde akut solunum yetmezliği için kullanılmaktadır. Yine ev tipi ventilatörler ile KOAH ve nörolojik hastalıklarda evde kullanımı son yıllarda artmaktadır. Günümüzde en sık kullanılan mekanik ventilasyon tipi invaziv pozitif basınçlı ventilasyon (PBV) dur. Bu tipte bir ventilasyon negatif basınçlı normal spontan so- Derman Tıbbi Yayıncılık 1031
lunumun tersine fizyolojik değildir. 1952 yılında Danimarkadaki polio epidemisi sırasında Bjorn Ibsen tarafından yüksek mortaliteyi azaltmak amacıyla kullanıma giren PBV nin normal homeostatik denge üzerine olan ters fizyolojik etkileri mevcuttur. Hızlı bir teknolojik gelişimle tıp öğrencilerinin balon maske valf ile hastaları solutan ellerinin ve negatif basınçlı tank ventilatörlerin yerini güncel cihazların atası sayılan basit mekanik ventilatörler almıştır. Yıllar sonra invaziv PBV nin istenmeyen etkilerinin getirdiği arayışların sonucundaki teknolojik ilerlemeler spontan solunumu koruyan modların ve noninvaziv mekanik ventilasyon (NİMV) un tekrar kullanımına olanak sağlamıştır. NİMV günümüzde ASY için tek başına kullanılabildiği gibi, yapay solunumun başlangıcında ya da weaning için de uygulanabilir. NİMV uygulama sıklığı gittikçe artmaktadır. NİMV invaziv mekanik ventilasyonun birçok yan etkisini ve komplikasyonunu (dezavantajını) engelleyebilir. Ancak buna rağmen bu tipte ventilasyonun da birçok komplikasyonu ve uygulama zorluğu mevcuttur. Mekanik ventilasyon uygulaması klinik olarak kararlaştırılır. Hastaya ait solunumun olmadığı ve yetersiz olduğu koşullarda gereklidir. Akciğer parankimini etkileyen koşullar (pnömoni, ARDS), kardiyojenik akciğer ödemi, KOAH akut alevlenmesi, akut astım atağı, Guillain-Barre sendromu, Myastenia Gravis ve Amyotrofik lateral skleroz gibi birincil ventilatuar yetmezlik, şok ve sepsis, genel anestezi gerektiren durumlar ve travma da gerekebilir. Bununla birlikte bilinç durumu, havayolunun korunabilirliği, arter kan gazı analizi, ventilatör parametreleri ve solunum hızı daha belirleyici olmaktadır. Mekanik ventilasyonun hedefleri fizyolojik ve klinik olarak belirlenebilir. Fizyolojik hedefler; gaz değişiminin iyileştirilmesi, akciğer hacminin artırılması ve solunum işinin azaltılmasıdır. Bu üç hedef sağlanırken mekanik ventilasyonun oluşturduğu olumsuz sistemik etkiler ve akciğer hasarı göz önünde tutulmalıdır. Klinik hedefler ise hipokseminin ve hiperkarbinin düzeltilme- Derman Tıbbi Yayıncılık 1032
si, solunum sıkıntısı ve atelektazinin giderilmesi ve önlenmesi, solunum kaslarının güçlendirilmesi, oksijen tüketiminin azaltılması, toraks duvarının stabilize edilmesi gerekli ise sedasyon ve kas gevşemesi sağlanması olarak belirtilebilir. MEKANİK VENTİLASYON MODLARI Mod mekanik ventilasyon sırasında belli parametrelerin ayarlandığı ve komutların verildiği aynı zamanda alarmlar ile belirli güvenlik aralıklarının belirlendiği işletim sistemini belirler. Örneğin hasta tamamen spontan solunumda olsun, üst basınç sınırlandırılsın, tidal hacim sınırlandırılsın, spontan solunuma olanak verilsin, basınç artışı olduğunda alarmlar devreye girsin gibi. Modların adlandırılması sırasında en çok kullanılan isimlendirmeler karmaşık terminolojiyi anlayabilmek açısından önemlidir. Kontrollü (controlled) ventilasyon sırasında soluk ventilatör tarafından başlatılır ve sonlandırılır. Yardımlı (assisted controlled) ventilasyon sırasında soluk hasta ya da ventilatör tarafından başlatılır ve ventilatör tarafından sonlandırılır. Yardımlı spontan ve spontan ventilasyon sırasında ise soluk hasta tarafından başlatılır ve sonlandırılır. Mekanik ventilasyon modları ve adlandırılmaları bilimsel terminoloji ve klinik kullanımda ciddi karmaşalara yol açabilmektedir. Yanı sıra, mekanik ventilatör üreten firmalar kendi cihazlarında kullanmak için bazı modların isimlerini tescil edebilmektedir. Örneğin pressure support modu bir çok cihazda PSV (pressure support ventilation) olarak adlandırılırken, Draeger firması ASB (assisted spontaneous ventilation) olarak isimlendirmektedir. Bu karmaşık terminolojiyi aşmak açısından modlar daha basit olarak sınıflandırılabilir. İnspirasyonun birincil değişkenine göre; basınç hedefli, hacim hedefli ve dual hedefli mod olarak sınıflandırabilir. Yanı sıra SIMV (synchronized intermittent mandatory ventilation) gibi modlar aynı ventilatörlerde hem Derman Tıbbi Yayıncılık 1033
basınç hem de hacim hedefli olarak yer alabilmektedir. Basınç destekli ventilasyonda üst basınç sınırlandırılır. Akciğer mekaniklerindeki değişimler ile tidal hacim sürekli değişkenlik gösterir. Hacim destekli ventilasyonda tidal hacim sınırlandırılır. Akciğer mekaniklerindeki değişimler ile üst basınç sürekli değişkenlik gösterir. Her iki tipteki ventilasyonda da solunum mekanikleri ve MV uygulanan hasta mutlaka yakından izlenmelidir. Dual hedefli modlar ise son yıllarda basınç ve hacim destekli modların avantajlarını birleştirmiştir. Farklı modların birbirlerine göre üstünlüğü olsa da seçilen mod tipinin klinik prognoz üzerine etkileri kanıtlanamamıştır. Bir diğer sınıflandırma farklı soluk tiplerine ve kombinasyonlarına göre yapılabilir. Sürekli zorunlu ventilasyon (CMV), aralıklı zorunlu soluklu ventilasyon (IMV), sürekli spontan solunum (destekli ise: PSV, spontan ise: CPAP/PEEP). Sürekli zorunlu ventilasyon, kontrollü mekanik ventilasyon (Continious mandatory ventilation, Controlled mechanical ventilation; CMV) Spontan solunumu olmayan hastalar için uygundur. Kas gevşetici kullanılan hastalarda ve beyin ölümü olgularında kullanılabilir. Basınç ya da hacim hedefli olabilir. Buna göre üst basınç/üst hacim, solunum frekansı ve I:E oranı ayarlanır. Bazı anestezi cihazı ve ventilatörlerde aralıklı pozitif basınçlı ventilasyon (Intermittent positive pressure ventilation, IPPV) olarak yeralır. Senkronize aralıklı zorunlu soluklu ventilasyon (Synchronized intermittent mechanical ventilation, SIMV) Spontan solunuma ve aynı zamanda zorunlu soluklara olanak sağlayan bir moddur. İki zorunlu soluk arasındaki pencere döneminde hasta rahatlıkla spontan solunum yapabilir. Birincil başlangıç modu olarak ya da weaning için kullanılabilir. Basınç ya da hacim hedefli olabilir. Üst basınç/üst hacim, solunum frekansı ve I:E oranı ayarlanır. Weaning sırasında aşamalı olarak zorunlu soluk azaltılarak spontan solunumun güçlendiril- Derman Tıbbi Yayıncılık 1034
mesi amaçlanır. Sürekli spontan solunum, Basınç destekli ventilasyon (Continious spontaneous ventilation, CSV; Pressure support ventilation, PSV) Spontan solunumu olan hastalarda uygulanabilir. Basınç hedefli bir moddur. Hasta ve ventilatör uyumu iyi olmalıdır. Solunum işi azalır ve sedasyon gereksinimi ortadan kalkar. Ancak solunum frekansı ve tidal hacim yakından izlenmelidir. Birincil başlangıç modu olarak ya da weaning için kullanılabilir. Spontan solunumun çok zayıfladığı ya da tamamen kaybolduğu koşullarda apne (back-up) ventilasyon devreye girer. En çok kullanılan üç modun yanı sıra son yıllarda sıklıkla iki farklı havayolu basıncı (Biphasic positive airway pressure, BIPAP) kullanılmaktadır. SIMV den farkı sadece pencere değil tüm solunum siklusu sırasında hastanın spontan solunum yapabilmesidir. Avrupa yoğun bakım pratiğinde kullanıma girmiş olsa da global ventilatör üreticileri artık bu modu güncel cihazlara adapte etmişlerdir. Burada belirtilen modlar dışında son yıllarda kapalı döngü sistemi ve dual modlar üzerine bir çok çalışma yapılmaktadır. NONİNVAZİV MEKANİK VENTİLASYON (NİMV) Son yıllarda sık olarak kullanılmaktadır. Başlamadan önce bu tip bir ventilasyon için herhangi bir kontrendikasyon olmadığı kontrol edilir. NIMV sırasında hasta kooperasyonu ve uyumu önemlidir. İlk olarak kullanılacak maske düşük basınçlarla ve hava kaçağını önleyecek minimum baskıyla yüze elle oturtulur. Bu şekilde, etkinliği değerlendirilir. Etkin ise maske elastik bantlar kullanılarak başa tespit edilir. Hastalara sedasyon uygulanması önerilmez. Kısa süre içinde arter kan gazı analizinde bir düzelme kaydedilmelidir. Aksi taktirde, mekanik ventilasyonun amaçlarına ulaşmadığı düşünülür. Yanıt alınamayan hastalar gecikmeden entübe edilmeli ve invaziv mekanik ventilatöre bağlanmalıdır. Derman Tıbbi Yayıncılık 1035
MEKANİK VENTİLASYONUN SONLANDIRILMASI (Weaning) Mekanik ventilasyon spontan solunumun olmadığı ya da arzulanmadığı tam ventilatuar destek şeklinde uygulanabileceği gibi spontan solunumun korunduğu parsiyel destek olarak ta sağlanabilir. Klasik yaklaşım tam ventilatuar destek gereksiniminin ortadan kalkmasıyla parsiyel desteğe geçilmesi ve desteğin sonlandırılmasıdır. Tam ventilatuar destek ile yüksek doz kas gevşetici ve sedasyon kullanımı neredeyse terk edilmiştir. Güncel yaklaşım başlangıçtan itibaren parsiyel destek modlarının kullanılması ile weaning in ilk soluktan itibaren başlatılmasıdır. Neredeyse hiç sedatif ve kas gevşeticinin kullanılmadığı uygulamalar popülerlik kazanmaktadır. Mekanik ventilasyon fizyolojik bir uygulama olmadığından olanaklı en kısa sürede sonlandırılmalıdır. Weaning yoğun bakım pratiğinin zor uygulamalarındandır. Yapılan çalışmalarda toplam mekanik ventilasyon süresinin yarısına yakını weaning uğraşısının aldığı bildirilmiştir. Uzun süreli mekanik ventilasyon kadar yeniden entübasyon ve başarısız weaning morbidite mortaliteyi artırmaktadır. Buna rağmen hastaların % 60-70 i ventilatörden kolaylıkla ayrılabilmektedir. Weaning başarısızlığının en önemli nedeni gelişen kas güçsüzlüğüdür. Sürenin uzaması, kas gevşetici ve steroid kullanımı, immobilizasyon, hiperglisemi ve KOAH weaning başarısını azaltmaktadır. Weaning için SIMV, PSV, T-tüp kullanılabilinir. Ancak en önemlisi 30-120 dk spontan solunum denemesinin kullanılmasıdır. İSTENMEYEN ETKİLERİ VE KOMPLİKASYONLARI Yapay hava yolu sağlanması veya PBV ve bunu kolaylaştırmak için gerekli ilaçlardan kaynaklanabilir. Bu komplikasyonlar tamamen önlenemez. Ancak iyi yönetilen bir MV uygulaması bu komplikasyonları azaltacaktır. En çok okunan medikal dergilerden JAMA nın hasta bilgilendirme sayfalarında mekanik ventilasyonun komplikasyonları sıralanmıştır: Derman Tıbbi Yayıncılık 1036
1. Vücudun doğal bariyerleri bozulduğundan her an infeksiyon (pnömoni) ve sepsis gelişebilir. 2. Süre uzadığında hava yolu hasar görebilir. 3. Ventilatörler de bir cihaz olduklarından malfonksiyon gelişebilir. MEKANİK VENTİLASYONUN FİZYOLOJİK ETKİLERİ Mekanik ventilasyonun istenmeyen sistemik etkileri mevcuttur. Bu etkiler fizyolojik olmamasına rağmen birçok yazar tarafından fizyolojik olarak tanımlanmaktadır. Fizyolojik etkilerin çoğunlukla kaynağı invaziv mekanik ventilasyon için kullanılan endotrakeal tüp/trakeotomi kanülü ve PBV den kaynaklanır. Hemodinamik Etkileri PBV sırasında hipotansiyon sık görülen bir durumdur. PBV ile gelişen intratorasik basınç artışı sonucu toraks dışı venlerden sağ kalbe venöz dönüş azalır. Sağ ventrikül debisindeki azalma ise sol ventrikül doluşunu bozacağından kardiyak debi azalacaktır. Bu etki eksternal ya da oto pozitif sonlu ekspiratuar basınç (PEEP) ve hipovolemi varlığında artacaktır. PBV ye bağlı alveoler basınç artışı pulmoner vasküler dirençte yükselme ve sağ ventrikül atım hacminde azalmayla sonuçlanır. Bu etki interventriküler septumun sola şift yapmasına ve diyastolde doluşun bozulmasına neden olur. Sonuç kardiyak debide daha çok azalmadır. Mekanik ventilasyon sırasında sadece hemodinamik parametreler değil, onların monitörizasyonlarının güvenilirliği de değişebilir. PBV sırasında kardiyak dolma basınçları (SVB, PAOB) yanlış yüksek bulunmaktadır. MEKANİK VENTİLASYONUN KOMPLİKASYONLARI Mekanik ventilasyon potansiyel olarak yaşam kurtarıcı bir tedavi olmasına rağmen komplikasyonlarının bir kısmı yaşamı tehdit edebilir. Bunlara ivedi ve doğru müdahale yaşam kurtarıcıdır. İnvaziv mekanik ventilasyonun istenmeyen etkileri ve komplikasyonları genel olarak altı ana sınıfta toplanabilir. Bunlar; hemodi- Derman Tıbbi Yayıncılık 1037
namik depresyon, nozokomiyal infeksiyonlar, musküler distrofi, hava yolu hasarı, gaz değişiminde bozulma ve solunum işinde artış olarak sıralanabilir. Ventilatörle İlişkili Pnömoni (VİP) İdeal koşullarda uygulanan mekanik ventilasyon sırasında yüksek hacim ve düşük basınçlı endotrakeal tüp kafının hava geçirmez bir yapıda olduğu kabul edilmektedir. Ancak bu tipte kaf yapısı sıvı geçirgendir ve subglottik alanda biriken materyalin mikroaspirasyonuna izin verir. Başlangıçta üst solunum yolu florası içeren bu materyal ortalama beş gün süren bir mekanik ventilasyon uygulaması sonrasında atipik bakterilerle kolonize olur. Bağışıklık yetmezliğine sahip olan kritik hastalarda ve sekresyonlarını öksürük refleksiyle atamayan olgularda VİP gelişimine zemin hazırlar. Safdar ve arkadaşlarının yaptıkları bir meta-analizde, başlangıçta %6 olan VİP oranı, üç günden sonra %20 ye çıkmaktadır. Her bir VİP atağı yoğun bakımda kalış süresini ortalama 6.1 gün artırmakta ve yoğun bakım mortalitesini ikiye katlamaktadır. Kontaminasyon iki yolla olmaktadır. Kaf yanından oluşan endojen kontaminasyon subglottik alanda biriken üst hava yolu ve mide sekresyonlarından kaynaklanır. Lümen içi yoldan gelişen ekzojen kontaminasyon ise endotrakeal tüp ve tüm ekleriyle ventilatör devresinden kaynaklanır. Genel yaklaşım olarak bu yolları engellemenin kesin yolu NİMV olarak gözükmektedir. Yine VİP insidansını kesin olarak artıran yaklaşım ise acil entübasyon ve zor hava yoludur. SONUÇ Sonuç olarak; günümüzde yoğun bakım pratiğinde en çok akut solunum yetersizliği nedeniyle uygulanan mekanik ventilasyon acil servislerde, ameliyathanede ve evde non invaziv ve invaziv olarak uygulanmaktadır. Bu kadar geniş kullanımı olan bu tedavinin tüm özelliklerinin hasta güvenliğini artıracak şekilde bu alanlarda çalışan sağlık çalışanları tarafından bilinmesi gereklidir. Derman Tıbbi Yayıncılık 1038
Kaynaklar 1. Kahveci ŞF. Akut solunum yetmezliği ve oksijen tedavisi. In: Yüksel Keçik, editors. Temel Anestezi. 2. Baskı. Ankara: Güneş Tıp Kitabevleri; 2016. p. 1029-34. 2. Ünal N. Mekanik ventilasyon. In: Yüksel Keçik, editors. Temel Anestezi. 2. Baskı. Ankara: Güneş Tıp Kitabevleri; 2016. p. 1009-28. 3. Dikmen Y. Mekanik ventilasyon prensipleri. In: Anestezi, yoğun bakım, ağrı. Tüzüner F, editors. Ankara: MN Medikal & Nobel 2010; 1303-15. 4. Gedik E. Mekanik ventilasyonun infeksiyon dışı akciğer komplikasyonları ve infeksiyonlarla ilişkileri. Yoğun Bakım Dergisi 2012: 10 (2): 59-68. 5. Marino PL. Mechanical ventilation. Marion PL (ed). In.Marino s The ICU Book. 4th edition. Wolters Kluwer Health, USA. 2014; 485-584. 6. Sahinoğlu AH, Cinel İ. Mekanik ventilasyon: Genel ilkeleri, etkileri ve solunum modları. Sahinoğlu AH, Dilek A, Kaya A (editörler). Yoğun Bakım Sorunları ve Tedavileri. 3. Baskı. İstanbul: Nobel Kitabevi, 2011; 575-610. 7. Tobin MJ. Advances in mechanical ventilation. N Engl J Med 2001;344(26):1986-96. Derman Tıbbi Yayıncılık 1039