[중환자 간호] Ventilator

1. Ventilator란?

: 환기기능 저하로 자발호흡만으로 폐 내 혈액 가스교환을 적절하게 유지할 수 없는 경우 인위적으로 호흡을 시켜 가스교환을 시켜주는 기계장치

2. 적응증

• 무호흡
• 급성 호흡부전 (PaCO2 ＞ 50mmHg & pH ＜ 7.30)
• 급성 호흡부전의 진행
• 치료에도 불구하고 ABGA결과가 급성호흡부전으로 진행될 때
• 심한 무반응성 저산소증(hypoxemia) : PaO2 ≦ 60 mmHg(SaO2 ＜ 90%), FiO2 ≧ 60%
• 심한 호흡부전증 후 무의식, 의식저하, 빠르고 얕은 호흡, 심정지 호흡, 복부의 심한 paradox
• 장기간 자동적 환기 불능
• 부적절한 폐확장
• 기타 : ARDS, COPD, 천식, 흉부손상, 심폐수술 후, 약물과용, 심한 신경학적 혹은 신경 근육의 기능 저하, 뇌손상, 심한 폐렴, 패혈증

3. 분류

양압 인공호흡기(Positive Pressure Ventilator)	음압 인공호흡기(Negative Pressure Ventilator)
기도 내에 간헐적 양압을 적용하여 폐를 확장시키는 것 Pressure target : 설정한 압력에 도달할 때까지 가스유량이 폐로 유입 Volume target : 설정한 volume이 제공될 때까지 가스유량이 폐로 유입 Time target : 설정한 흡기 시간에 도달할 때까지 가스유량이 폐로 유입	흡기동안 흉벽이 읍압에 노출되는 것. 즉, 흡입하는 동안 흉곽내압을 감소시켜 공기가 폐로 들어감 기도삽관이 필요 하지 않고 간단하다는 장점이 있어 일반 가정에서도 사용가능하나 잘 사용하지 않는다.
양압인공호흡기

4. Ventilator mode

: Ventilator의 mode는 크게 CMV, SIMV, PSV mode 3가지로 구분되며, 이는 환자의 자발호흡 유무에 따라 달라진다.

CMV mode (Controlled Mechanical Ventilation) : 자발호흡이 없는 경우 (100% 기계환기)

- 환자의 호흡을 100% 조절, 통제하는 방식
- 스스로 환기를 유지할 수 없는 환자에게 호흡하는데 필요한 힘을 감소시킴
- 환자의 자발호흡과 관계 없이 정해진 setting으로 설정된 만큼의 환기를 강제로 시행
- 장점

• 간단하며 신뢰할 수 있음
• 정확한 tidal volume, airway pressure를 적용할 수 있음

- 단점

• 자발호흡이 있는 경우 불쾌감, 호흡근 위축, 호흡 요구량 변화시 적용불능(ventilator fighting)이 발생할 수 있어 sedation필요 (심혈관계 합병증, 압력으로 인한 손상 예방)
• 흉곽내압 증가에 따른 정맥 환류 감소

VCV mode(Volume Control Ventilation)	PCV (Pressure Control Ventilation)
- 설정한 1회 용량의 공기를 전달하는 방식 - 환자의 체중에 맞는 tidal volume을 유지하며 pressure 변화 → 폐의 유순도가 낮은 경우 폐 손상 초래 (신생아 금지) → Baro trauma(압력과 관련된 외상) 발생 가능성 → 폐의 상태나 기도저항에 의해 기도압 상승 (peak pressure 확인 필요) - 전신마취, 근이완제 투여, 중추선 무호흡에 적용	- 설정한 기도압력에 도달할 때까지 공기를 전달하는 방식 - 1회 호흡에 대한 pressure만 유지되며 tidal volume 변화 → 폐의 상태나 기도저항의 변화에 따라 전달되는 volume이 달라질 수 있음 (tidal volume 확인 필요) - 폐포의 과팽창, 폐손상을 예방하여 소아에게 많이 적용 - Baro trauma(압력과 관련된 외상) 예방

ACMV mode (Assist Controlled Mandatory Ventilation)

- 환자의 흡기 노력이 있을 경우 설정된 sensitivity에 의해 triggering가능 (Ventilator 처음 적용시 대부분 사용)
- 환자가 숨을 쉬는데 실패하면 CMV mode로 기계환기
- trigger setting이 낮아 과호흡이 유도되면 호흡성 알칼리증 발생 가능 → CO2 retention 주의

ACMV / CMV : triger sensitivity의 차이
- CMV : - 20 ~ -16 cmH2O
- ACMV : -2 ~ 0 cmH2O

SIMV mode (Synchronized Intermittent Mendatory Ventilation)
: 자발호흡이 약하게 있으나 인공호흡기의 보조가 필요한 경우 (자발호흡+기계호흡)

- Tidal volume과 RR 값이 setting되어 기계호흡을 하는 도중 환자의 자발호흡이 있다면 흡기 시도에 맞춰 synchronizing되어 호흡이 이뤄어지는 방식
- CMV mode와 같으나 ventilation 사이 환자의 자발호흡 허용가능
- 기계호흡보다 자발호흡의 빈도가 증가하면 setting을 변경하며 weaning 준비
- 장점

• Ventilator fighting 감소 및 sedation 약물 사용 감소
• 흉곽내압 감소로 심혈관계 부작용 감소
• 평균기도압력을 낮추며 호흡근 훈련 가능

- 단점

• 자발호흡이 약한 경우, 호흡이 불안정하여 호흡성 산증 유발 가능
• 호흡근이 기능이 저하된 경우 호흡근 마비 또는 weaning 실패 가능성

PSV mode (Pressure Support Ventilation) : 자발호흡 100%

- 환자의 자발호흡에 맞추어 setting된 흡기압까지만 기계적으로 보조하는 방식
- 일정한 양압에 의한 보조적 역할만 수행하므로 환기량, 호흡수가 정해져 있지 않음 → Tidal volume, RR 확인 필요
- 자발호흡이 없거나 불안정한 경우 적용 불가능 → Apnea alarm에 유의

CPAP mode (Continuous Positive Airway Pressure)

- 지속적 양압 환기법으로 흡기 및 호기 시 일정한 양압을 유지해주는 방식
- 자발호흡 능력 증강 연습 시 가장 적절한 모드 중 하나
- 자발호흡이 없거나 불안정한 경우 적용 불가능 → Apnea alarm에 유의

5. Ventilator setting

1) Vt (Tidal volume)
- 1회 호흡량으로 환자의 폐로 전달되는 가스용량 설정 (성인기준 6~8ml/kg)

2) Ti (Inspiratory Time)
- PCV mode에서 환자의 흡기 시간 설정
- Ti로 인해 I:E ratio 조절 (1:2 / COPD 1:3~1:5)

3) f (Frequency)
- 1분 동안의 최소 호흡수 → setting보다 환자가 많이 호흡한다면 자발 호흡이 있다는 것

4) FiO2
- 흡입 산소농도로 ABGA결과를 보며 조절
- 초기 setting시 60~90%가 적절. 환자 상태가 안정화 되면 SpO2 90% 이상 유지되도록 조절
- 고농도 산소 투여시 폐 산소독성, 흡수성무기폐, 호흡성 산증, 과탄산 혈증 발생 주의

5) PEEP (Positive End Expiratory Pressure)
- 호기 동안 유지되는 양압 값으로 base line(호기시 유지되는 변수)와 관계 있음 (3~5cmH2O / ARDS 10~20cmH2O)
→ PEEP 10, Pressure(base line) 20 = 흡기 시 30cmH2O
- 적응증 : FiO2 50% 이상에서 PaO2 70mmHg 이하인 경우, ARDS, 폐부종
- 장점 : 기능적 잔기량이 증가하고 산소화를 개선시킬 수 있음
- 단점 : 정맥환류 감소, 우심실부전 또는 좌심실 확장기능 장애 (→ 혈압저하)

6) Pi (Inspiration Pressure)
- PCV mode에서 환자 기도 압력값
- 30~35 cmH2O이하가 되도록 설정

7) I:E ratio (Inhalation : Exhalation ratio)
- 흡기와 호기의 비율을 나타내며 일반적으로 1:2로 setting

8) Trigger sensitivity
- 환자의 흡기 시도를 감지하는 것으로 숫자가 낮을 수록 sensitivity가 높음을 의미함 - Flow-trigger
: 흡기 시 ventilator circuit의 base flow가 감소하는 것을 감지하는 방식
: P-trigger보다 민감하게 반응함
* Nebulizer사용 시 좋음

- Pressure-trigger
: 흡기 시 ventilator circuit의 base line에 음압이 걸리는 것을 감지하는 방식
: Extubation 전 환자의 호흡근 능력 평가에 좋음
→ 호흡 시 환자의 노력이 많이 필요하며 불필요한 흡기 노력이 발생하고 sedation이 필요함 9) P- support
- CPAP, SIMV mode에서 자발호흡이 있는 경우 설정되는 pressure support 10) E-sens (Expiratory Trigger Sensitivity)
- CPAP, SIMV mode에서 사용
- 환자의 흡기-호기 전환지점을 결정
- 백분율로 peak flow에 도달하는 시간 설정
- 높을 경우 호기가 빠르게 일어나고, 낮을 경우 환자는 호기를 시도 중이나 ventilator에서는 흡기가 시작되어 fighting이 발생 할 수 있음 (보통 25%) 11) Peak pressure
- Flow 속도와 환자의 폐 탄성도, 기도저항, ET-tube와의 관계에 의한 압력