Ventilator적용원리와 호흡기계 환자간호

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1 Ventilator적용원리와 호흡기계 환자간호
내.외과 중환자실 권현자

2 적응증 · 부적절한 폐확장 · 호흡근의 기능부전 · 과다한 호흡노력 · 불안정한 호흡요구
· 수술후 호흡성 산증, 폐확장 부전 혹은 고위험 환자의 호흡근 기능부전을 예방하기 위하여 사용 · 폐쇄성 뇌손상환자는 뇌내압을 낮추기 위해서 낮은 탄산가스 분압을 유지하는 데 사용 · 생리적 기준에 의한 적응치

3 <인공호흡기가 필요한 경우 > 1. PaO2 < 50mmHg 이면서 Fio2 > 0.60
2. PaCO2 >50mmHg 이면서 pH < 7.3 3. 폐활량 < 1회 호흡량의 2배 4. 음압흡입력 < -25cm H2O 5. 호흡수 > 35회/분

4 <용어 및 setting> TV (Tidal volume) 일회호흡량
   :일회 흡식, 호식으로 폐내에 출입할 수 있는 기체량 500ml.    :setting은 보통 체중 1kg 당 10~15ml RR(Respiration Rate) 호흡수.    :일분동안 호흡하는 횟수    :setting은 성인 10~16회/분, 소아 30회/분.    :ABGA상 PCO₂35-40 유지를 목표로 호흡수를 조절.

5 FiO( Fraction of inspired Oxygen)흡입산소분압 
   :산소중독이 생기지 않도록 적당한 농도로 줄 것.    :ABGA판독을 통하여 PO₂수준에 따라 조절(21-100% ). Peep(Positive end expiratory pressure) 호기말양압    :수동호흡이 끝난 후 폐에 일정한 양압(5, 10, 15㎝H2O)을 주어 폐포의 확장을 유지

6 Sensitivity 민감성(trigger)
   :보조호흡이나 자발호흡시 가스의 흐름을 유발하는데 자발호흡 시기를 감지하는 능력으로 수치가 작을수록 예민하다. I:E ratio (흡기:호기 비율)    :보통 1:2, 1:3 혹은 그 이상으로 정한다. MV (분당용량)    :1회 호흡량×호흡수/분, 정상:6~8L/min Airway pressure (기도압력)    : 정상은 15~20㎝H2O

7 TRIG. SENSITIVITY 은 환자가 호흡을 할려고
할때 생기는 음압을 셋팅하는데 사용된다. TRIG. SENSITIVITY는 PEEP과 관련이 있다. 예를들어, PEEP을 +10cmH2O와 trig. sensitivity를 -2 cmH2O로 설정했을 경우, 설정한 값에 따라 환자가 호흡을 트리거 하기 위해서는 -2 cmH2O의 압력을 형성해야 한다. 이것은 환자의 기도내 압력이 대기 압력과 관련하 여 +8 cmH2O와 상응하는 것이다. 호기쪽에서 측정된 기도압과 셋팅한 TRIG.SENSITIVITY+ PEEP과 비교하여 기도압이 TRIG. SENSENSIVITY+ PEEP 이하로 떨어지게 되면 호흡이 트리거 되는 것이다. 만약 환자로 하여금 Ventilator를 트리거 하지 못하 게 하려면 -20 cmH2O로 설정하면 된다.

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10 분당 호기량에 대한 알람은 반드시 셋팅해야 한다.
만약 두 knob중 하나라도 셋팅이 되어있지않으면 SET MIN VOLUME ALARM의 노란 램프가 깜박인다. 통상 알람은 미리 셋팅한 분당 호기량의 ±20% 정도로 셋팅한다. VOL.CONTR. + SIGH 방식에서는 upper limit를 +30% 정도로 셋팅한다.

11 O2 Alarm (산소농도경보) ▶ 디지털로 나타나는 산소 농도를 확인한다. ▶ 알람 셋팅은 디지털로 나타난 산소 농도보 다. 약6%(작은 눈금으로 세눈금) 정도 위아 래로 맞추면 된다. ▶ 알람 셋팅 범위를 초과했을때 경보와 함 께 적색 램프가 깜빡 인다. ▶ 만약 O2cell 수명이 다된 경우에는 O2cell 의 연결 부위을 분리한다. 이때 디지털 화면에는 아무것도 표시되지 않고 알람도 울리지 않는다.

12 ▶ INSPIRED TIDAL VOLUME ml -
매 호흡 마다 기계가 공급하는 량 ▶ EXPIRED TIDAL VOLUME ml - 매 호흡 마다 환자가 호기하는 량 (내쉬는 량) (튜브등 circuit에서 공기가 새지 않는 경우) ▶ EXPIRED MINUTE VOLUME l/min - 환자가 내쉬는 분당 호기량 ▶ PEAK PRESSURE cmH2O - 흡기 말의 압력 ▶ PAUSE PRESSURE cmH2O - Pause 단계말의 압력. 이 압력은 보통 최고치의 폐포 압력과 관계가 있다. ▶ MEAN AIRWAY PRESSURE cmH2O - 환자 circuit의 평균 압력 ▶ BREATHS/min - 환자의 호흡수. Control 모드에서는 통상 셋팅된 호흡수에 환자 가 트리거하는 호흡수를 더한 숫자로 표시된다. SIMV 방식에서는 자발적인 호흡과 강제적인 호 흡수의 합을 나타낸다. CPAP나 PRESS. SUPPORT에서는 환자의 자발 적인 호흡수를 나타낸다.

13 호흡기능검사(pulmonary function tests : PFT)

14 1. 일회 환기량(Tidal Volume) - 이것은 우리가 평소에 그냥 한번 숨 을 들이쉬고 내쉴 때의 호흡량
1. 일회 환기량(Tidal Volume) - 이것은 우리가 평소에 그냥 한번 숨 을 들이쉬고 내쉴 때의 호흡량. 보통 500cc정도가 된다 폐활량(Vital Capacity) - 힘껏 들이쉬고 내쉴 때 이동하는 공기의 양. 사람에 따라서 많은 차이를 보이게 된다. 중요한 요인으로는 키가 중요...(키가 크면 당연히 가슴통도 커지겠지요...^^) 3. 예비 호기량(Expiratory Reserve Volume) - 평소보다 좀더 내보낼 수 있는 공기의 양 잔기량(Residual Volume) -아무리 힘껏 숨을 내쉬어도 폐에 남아있는 공기의 양....(이것이 없다면 우리의 폐는 찌그러져 있겠지요...^^) 5. 기능적 잔기량(Functional Residual Capacity) - 평이하게 숨을 쉴 때 늘 폐에 남아있는 공기의 양 총 폐기량(Total Lung Capacity) - 폐의 총 용량. 

15 ◀PCO2 / PO2 이것이 무엇일까?▶ 우리가 살아가는 대기는 압력을 가지고 있다.이를 대기압이라고 한다.
보통 대기압이 1기압이라고 하면 1기압은 760mmHg가 된다. 그리고, 대기 중에는 산소가 20.93%, 질소가 79.04%, 이산화탄소가 0.03%가 존재한다. 이럴 때 각각의 분압을 측정하면 다음과 같다. PO2 =760 X = 159mmHg PCO2 = 760 X =  0.228mmHg 이렇게 부분적인 압력을 표시하는 것이 분압이다. 대기 중에는 이렇게 산소의 분압이 높은데도 의외로 폐포나 혈액의 산소분압은 높지가 않다. 그 이유는 일단 수증기의 양을 볼 수 있을 것이다. 폐포의 공기는 수증기가 상당히 많이 있기 때문에 산소의 분압이 떨어지고, 또 이산화 탄소의 분압도 상당히 높기 때문에 산소의 분압이 상대적으로 떨어지게 된다. 

16 Ventilator mode 강제적 호흡방식(Controlled ventilation)
▶ 볼륨에 의한 강제호흡방식 (VOL. CONTR.) ▶ 볼륨에 의한 강제호흡방식 + 심호흡 (SIGN) (VOL. CONTR. + SIGN) ▶ 압력에 의한 강제호흡방식 ( PRESS. CONTR.) ▶ Pressure regulated volume control(PRVC)

17 보조적 호흡방식(Supported ventilation)
▶ 압력에 의한 보조호흡방식 (PRESS. SUPPORT) ▶ SIMV (볼륨에 의한 간헐적 강제호흡방식) (Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation) ▶ SIMV + 압력에 의한 보조호흡방식 (SIMV + PRESS. SUPPORT)

18 자발적 호흡방식(Spontaneous ventilation)
▶ CPAP (지속적 기도양압을 통한 자발호흡방식) (Continuous Positive Airway Pressure)

19 CMV tidal volume과 respiratory rate을 set하는 것에 의하여 환자의 호흡을 완전히 통제하는 것을 말한다. 스스로 호흡을 할 수 없는 환자에게는 완벽한 ventilation을 보장해 주기 때문에 완전히 마비되었거나 호흡이 없는 환자에게 적당하다. 호흡을 initiate할 능력이 있는 환자에게는 이 방법이 적당하지 않은데 그 이유는 ventilator와 fighting 하게 되어 공연히 에너지 낭비만 초래되며 cardiovascular compromise와 barotrauma를 일으킬 수 있다. 이러한 합병증을 막으면서 적당한 호흡을 제공하기 위해서는 환자를 sedation 해야 한다. PaCO2의 결과를 판단하여 호흡수와 tidal volume을 조절한다. PaCO2가 너무 떨어지면 alkalemia가 올 수 있다.

20 CMV+sigh 인위적인 호흡을 하고 있는 환자에게 hyperinflation을 주기적으로 제공하기 위함이다. 의식있는 사람의 경우 atelectasis를 방지하기 위함이다. 보통 %의 volume을 시간당 6-8회 공급한다. 따라서 pressure limit는 PIP보다 10-15cmH2O정도 높게 맞춘다.

21 Pressure controlled ventilation
pressure control mode를 선택하게 되면 이 ventilator는 pressure controller로 작동하게 된다. 즉 이 경우는 환자의 상태나 주위 여건이 변화했을 경우 환자에게 걸리는 pressure만이 일정하게 유지되고 volume와 flow rate는 변하게 되는 것이다. 즉 이 mode에서는 우리가 원하는 pressure로 inspiration의 처음부터 끝까지 유지되는 것이다. 만약 환자의 resistance가 증가했을 경우는 같은 pressure로 작동해도 전달되는 volume은 감소하게 된다. 1) 장점 : barotrauma 위험 예방, 가스분포 증진. 2) 단점 : 환자의 유순도 저하시 호흡량이 달라짐. 평균압이 의미있는 환자(ARDS)에게 유용하다 .

22 PRVC (Pressure-Regulated Volume Control)
PRVC는 환자의 자발 호흡이 없을 때 시행되는 것으로 일정 압력 범위 내에서 가장 낮은 pressure로 주어진 target volume을 제공할 수 있는 방법이다. PRVC mode를 사용하려면 호흡 횟수, 흡기 시간, tidal / minute volume과 같은 control value를 결정해 주어야 한다. 인공 호흡기는 4회 연속 호흡의 test breath 과정부터 시작한다. 연속되는 각 호흡마다 이전 호흡에서 결정된 target tidal / minute volume치와 비교하여, 계산되어 나온 volume / pressure에 따라 흡기 압력을 조절한다. First breath는 5cmH2O의 inspiratory pressure로 적당량의 volume을 전달하여 호흡 기계의 compliance를 계산한다. 그 다음 3번의 breath는 앞서 계산된 compliance에 의거하여 set target volume을 제공하는 데 필요한 pressure의 75%로 기계 호흡을 시행한다. 그 후에는 매 inspiratory마다 pressure를 3cmH2O씩 증가시키면서 set tidal volume이 전달되도록 유지시킨다. 만약 환자의 상태가 호전되어 그 pressure에서 volume이 set target volume보다 많아지면 inspiratory pressure를 3cmH2O씩 감소하면서 set target volume이 전달되는 최소한의 pressure를 찾아내어 기계 호흡을 시킨다.

23 SIMV(synchronized Intermittent Mandatory Ventilation)
환자가 자발적으로 숨을 쉬도록 하면서 주기적으로 기계적인 ventilation을 하도록 하는 방법이다. 환자 자신의 minute ventilation은 기계를 통해 전달된다. 기계적인 ventilation과 자발적인 ventilation을 합하여 적절한 alveolar minute ventilation이 된다. 장점 : 기계적인 호흡수를 줄여나가면서 weaning과정이 진행되며 환자는 스스로의 호흡량을 점점 늘여가면서 호흡전체를 감당할 수 있게 된다. 또한 거의 대부분 환자 스스로 호흡하고 필요한 정도만 기계가 도와주기 때문에 CMV에서보다 alkalemia 위험도 줄어든다. 흉강내압이 낮아서 심혈관 계통의 역효과가 적으며 인공호흡기 이탈이 더 쉽다. 그리고 자가 호흡을 없앨 필요가 없기 때문에 sedative의 사용도 줄어들며 환자 자신이 숨을 쉬고 있다는 것을 알기 때문에 정신적으로도 도움이 된다. 단점 : 호흡근의 일이 상당하여 호흡근 마비를 가져올 수 있고 호흡근 기능이 저하된 환자에서 인공호흡기에서의 이탈 실패에 기여할 수 있다.

24 pressure supported ventilation
최소한의 inspiratory flow가 있는 한 airway pressure를 어느 정도 유지시켜 줌으로써 환자의 자가호흡을 증진시켜 주는 방법으로 CPAP에서는 흡기와 호기시에 걸쳐 계속적인 양압이 제공되는 반면 여기에서는 흡기시에만 pressure가 주어진다. 5-10cmH2O정도의 낮은 pressure support는 환자가 ventilator tube와 endotracheal tube를 통하여 air flow를 끌어들이는데 드는 힘을 줄여주기 위한 것으로 SIMV와 병행하여 fatigue를 막는다. 환자 자신이 각 흡기의 duration, flow, volume을 조절할 수 있기 때문에 환자와 ventilator와는 마찰이 없어 편안감을 줄 수 있다.

25  SIMV+PSV 5-10cmH2O정도의 낮은 pressure support는 환자가 ventilator tube와 endotracheal tube를 통하여 air flow를 끌어들이는데 드는 힘을 줄여주기 위한 것으로 SIMV와 병행하여 fatigue를 막는다. 환자 자신의 각 흡기의 duration, flow, volume을 조절할 수 있기 때문에 환자와 ventilator와는 마찰이 없어 편안감을 줄 수 있다.

26  CPAP 환자자신의 호흡에 PEEP을 적용하는 것으로 functional residual capacity를 증가시키는 효과가 있다. oxygenation 유지를 위하여 positive pressure는 필요하지만 mechanical ventilation은 필요하지 않은 경우에 사용된다.

27 BIPAP(Biphasic intermittent positive airway pressure).NIV.NIPPV
비침습적 양압 환기법은 말기 신경근육 질환에서 장기적인 환기 보조 방법으로서 가장 많이 이용되고 있으나 일부 만성 폐쇄성 폐질환 환자의 급성 악화기에도 유용하게 이용되고 있으며 환기 보조 중인 환자가 환기 보조를 이탈하는 한 방법으로 사용되기도 한다. 기도절개를 통한 침습적 환기보조를 시행할 경우 기도내 병원성 박테리아의 집락형성(colonization)과 관련된 감염과 섬모에 의한 점액 이동 기능장애가 발생하게 된다.  실제로 기관절개 커프(cuff)를 4시간정도  팽창시켜 놓으면 섬모의 모양과 기능은 3일정도 장애를 받는다고 알려져 있다. 식도압박, 기관연화(tracheomalacia), 기관지 천공, 튜브 교환 시의 통증 및 출혈, 그리고 사회 심리적 장애 등도 침습적 환기 보조의 단점으로 지적되고 있다. 또한 기관절개 튜브가 있으면 기도 내 분비물과 점액마개(mucus plug)가 증가하며, 동시에 튜브벽 주변으로 공기가 새기 때문에 기침을 하거나 혹은 보조기침을 실시하더라도 적절한 호기유량이 형성되지 않는다.

28 Extubation when SMV <5-10 bpm PS <5-10 cmH2O PIP < 25cmH2O
FiO2 < 0.5

29 호흡기계구조 상부 기도 코, 부비동(sinuses), 인두, 후두 상부기도는 대기에서 흡입한 공기의 온도와 습도를 조절하고 여과시켜 폐로 운반하는 공기 전달 통로이며, 또한 이물질과 과다한 분비물을 배출하는 기능을 합니다. 상부기도의 기본적 구조는 코, 부비동, 인두 및 후두로 되어 있습니다. 하부 기도 기관, 기관지, 분절 기관지, 세기관지, 말단 세기관지, 호흡세기관지, 폐포관, 폐포낭, 폐포 하부기도는 기관, 기관지, 모세기관지, 폐로 구성되며, 기관, 기관지는 기관과 두 개의 굵은 가지로 되어 있습니다. 이들은 다시 이차 기관지, 삼차기관지로 나뉘어지면서 폐포관에 연결되는데, 종말부위인 폐포 에서 가스교환이 이루어집니다.

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31 우측 폐 ■ 세 개 엽으로 구성 : 상엽, 중엽, 하엽 ■ 1개의 주기관지 : 좌측보다 짧고, 곧고, 넓다   - 대부분의 흡입된 이물질은 이곳에 침착 ■ 3개의 엽(2차)기관지와 10개의 분절 기관지 좌측 폐 ■ 두 개 엽으로 구성 : 상엽, 하엽   - 심장이 위치한 좌측 폐는 우측 폐보다 좁다 ■ 1개의 주기관지와 2개의 엽(2차)기관지, 8개의 분절 기관지

32 호흡기계 질환 진단 검사 객담검사    ■ gram stain    ■ sputum for culture and sensitivity    ■ sputum for acid-fast bacillus    ■ sputum for cytology 혈액검사    ■ red blood cell count    ■ hemoglobin    ■ hematocrit    ■ arterial blood gases *ABGA  normal value    1) PaO2 ( mm Hg)    2) PaCO2 (35-45 mm Hg)    3) pH ( )    4) HCO3- (21-28 mEg/L)

33 방사선 검사 ■ chest x-ray positions : a
방사선 검사    ■ chest x-ray         positions :           a. anteroposterior (AP) : front to back           b. posteroanterior (PA) : back to front           c. right lateral (RL)           d. left lateral (LL)    ■ computed tomography (CT)    ■ bronchogram    ■ pulmonary arteriography    ■ renography (lung scan)

34 내시경 검사        ■ bronchoscopy    ■ laryngoscopy
기타    ■ thoracentesis    ■ percutaneous lung ■ biopsy    ■ skin tests    ■ pulse oximetry

35 신체검진 시진   ■ 전후직경은 횡단직경보다 작아야 한다 (성인의 경우 1 : 2 ratio)       폐질환시 thorax round (barrel chest)   ■ 가슴 움직임은 대칭적   ■ 피부는 warm & dry   ■ 창백, 청색증 없다   ■ 성인의 호흡수 : 16 ∼24회/분    촉진   ■ 기관은 각 쇄골로부터 같은 거리에 위치   ■ 성대 : 양측이 동일한 진탕음 (fremitus)       폐렴이 있으면 진탕음이 증가       COPD 에선 진탕음이 감소하거나 없다   

36 타진 정상 폐에선 공명음이 들린다. ■ Dullness : 정상 폐조직이 체액이나 고형 조직으로 대체됨을 의심
청진   ■ 입을 벌리고 천천히 호흡   ■ 각 위치마다 1회 호흡 듣는다.   ■ 비정상적인 음이 들리면 환자로 하여금 기침을 하게 한 후 다시 듣는다.   ■ 기침후 호흡음의 위치, 변화를 기록하고 흡기 또는 호기시 호흡음을 기록

37 호흡기계변화에 대한 공통간호 건강한 호흡 증진   ■ 체위 : 가슴을 최대 팽창시킬 수 있는 체위 취해준다                semi-fowler''s position                high-fowler''s position                orthopneic position   ■ 잦은 체위변경       ambulation 격려       안위증진 간호 실시 심호흡과 기침   ■ 복식 호흡    수분공급   ■ 하루 2∼3 L 의 수분 섭취 격려       호흡기 점막을 습하게 하고 호흡기 분비물을 묽게하여 섬모 운동에 의해 쉽게 이동, 배출   ■ 습도가 낮을 경우 가습기 작동

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39 타진(percussion):울혈된 폐 분절로부터 끈적한 점액분비물을 기계적으로 제거하기 위해 손을 컵모양으로 하여 강하게 피부를 친다.
진동(Vibation):손으로 흉벽을 강하게 진동시켜 내쉬는 공기의 흐름을 증가하고 울혈된 폐 분절로부터의 끈적한 점액 분비물을 묽게함. 체위배액(postural drainage): 중력에 의해 폐분절의 분비물을 배액할 수 있게 환자로 하여금 여러 가지 체위를 취하게 함. 식사전에 시행하여 오심, 구토 예방 체위배액을 위한 체위에 환자가 잘 견디는지 모니터 : 활력징후, 창백, 발한, 피로 등

40 산소요법 O2 mask FiO2 5~6L 40% 6~7L 50% 7~8L 60% NP FiO2(%) 1L 24% 2L 28%
32% 4L 36% 5L 40% 6L 44% O2 mask FiO2 5~6L 40% 6~7L 50% 7~8L 60% Reserve bag FiO2 6L 50% 7L 70% 8L 80% 9L 90% 10~15L 99% Reserve bag :Bag과 mask사이에 일측성 벨브(one –way valve)가 있어서 저장백에는 산소가 저장되고 탄산가스를 재호흡하지 않는다

41 적절한 영양 유지   소량씩 6회 식사 제공   호흡치료나 운동후 1-2시간 뒤에 식사 제공   좋은 구강위생으로 입안의 점액분비물 제거 : 식욕 증진

42 쌩~~~~유 *^ㅠ^*