Thông khí nhân tạo và chỉ định (thở máy)

Đại cương

Thông khí nhân tạo còn được gọi là thông khí áp lực dương nghĩa là dùng máy đẩy vào phổi làm tăng áp lực đường thở trung tâm. Áp lực trong đường thở trung tâm tăng sẽ giúp đẩy khí đi vào phế nang nhờ đó phổi sẽ nở ra. Khi phổi nở ra máy sẽ dừng bơm khí vào đường thở, khi đó áp lực trong đường thở trung tâm giảm xuống. Thì thở ra xảy ra áp lực trong đường thở trung tâm giảm xuống thấp hơn so với áp lực trong phế nang. Thông khí nhân tạo có thể thay thế một phần hoặc thay hoàn toàn nhịp tự thở của bệnh nhân.

Chỉ định của thông khí nhân tạo

Thông khí nhân tạo được chỉ định khi bệnh nhân có suy hô hấp cấp hoặc mạn tính, nghĩa là khi bệnh nhân có thiếu ô xy, giảm thông khí phế nang hoặc cả hai. Các chỉ định thông khí nhân tạo chính được liệt kê trong Bảng 1.
Thông khí nhân tạo cần được chỉ định sớm và không được trì hoãn khi có chỉ định. Các dấu hiệu và triệu chứng lâm sàng giúp đánh giá mức độ suy hô hấp được liệt kê trong Bảng 2.　Tuy nhiên quyết định cho bệnh nhân thở máy phải xuất phát từ nhận định lâm sàng trên cơ sở xem xét toàn bộ bệnh cảnh lâm sàng. Mục đích của thở máy được đề cập đến trong Bảng 3.

Bảng 1: Các chỉ định của TKNT
- Tổn thương phổi cấp
- Viêm phổi - do nhiễm khuẩn, do trào ngược, do hít phải
- ARDS
- Phù phổi do tim
- NMCT cấp
- Bệnh cơ tim
- Quá tải thể tích
- Đợt cấp của COPD
- Cơn hen phế quản ác tính
- Liệt cơ hô hấp
- Quá liều thuốc
- Bệnh thành ngực
- Bệnh hệ thống

Bảng 2: Các rối loạn cần chỉ định thở máy
Thông số Giá trị
Mất khả năng bù trừ của hệ thống hô hấp
Tần số thở > 35 lần/phút
Vt < 5mL/kg
Dung tích sống < 10mL/kg
Áp lực âm thì hít vào nhỏ hơn -25cmH2O
Thông khí phút < 10 L/phút
Tăng PaCO2 >10mmHg
Suy hô hấp không đáp ứng với ô xy
Chênh phế nang-động mạch (FiO2=1) >450
PaO2 khi có O2 <55mmHg

Bảng 3: Mục tiêu của thở máy
Mục tiêu sinh lý
- Hỗ trợ trao đổi khí qua phổi nhờ thay đổi thông khí phế nang và ô xy hóa máu động mạch
- Giảm gánh nặng chuyển hóa nhở giải phóng cơ hô hấp
- Giảm tổn thương phổi do máy thở

Mục tiêu lâm sàng
- Giải quyết được tình trạng giảm ô xy hóa máu
- Giải quyết được tình trạng toan hô hấp cấp
- Giải quyết được vấn đề suy hô hấp
- Phòng và điều trị được xẹp phổi
- Giải quyết được vấn đề mêt cơ hô hấp
- Giảm mức tiêu thụ ô xy của tổ chức hoặc mức tiêu thụ ô xy của cơ tim
- Cố định thành ngực

Lợi ích của TKNT

Mục đích quan trọng nhất của thông khí nhân tạo trên bệnh nhân suy hô hấp cấp là nhằm cải thiện tình trạng trao đổi khí và làm giảm công thở cho bệnh nhân. TKNT cải thiện được tình trạng trao đổi khí là vì TKNT đã giúp cải thiện được tình trạng thông khí tưới máu (V/Q) nhờ đó làm giảm được hiện tượng shunt sinh lý của phổi.

Công thở tăng là hậu quả của những thay đổi về cơ học phổi (như trong tăng sức cản đường thở, hoặc trong trường hợp độ giãn nở của phổi giảm) hoặc do tăng nhu cầu thông khí (vd. trong toan chuyển hóa). Những nỗ lực cần để duy trì tình trạng tăng công này sẽ dẫn đến mệt cơ hô hấp và hậu quả sẽ dẫn tới suy hô hấp. TKNT có thể giải quyết được một phần hoăc toàn bộ tình trạng tăng công hô hấp, cho phép chức năng của cơ hô hấp được phục hồi.

Phân loại thông khí nhân tạo

TKNT được phân loại dựa theo cơ chế kết thúc thì thở vào. Cụ thể có 4 loại: TKNT giới hạn về thể tích, giới hạn về áp lực, giới hạn về dòng hoặc giới hạn về thời gian.

Giới hạn về thể tích: TKNT được gọi là giới hạn thể tích khi thì thở vào kết thúc khi máy thở đẩy hết thể tích khí lưu thông (Vt) cài đặt trước. Áp lực đường thở sẽ thay đổi phụ thuộc vào độ giãn nở của phổi, sức cản của đường thở và sức cản của hệ thống dây thở.
Ví dụ về các phương thức thở có giới hạn là thể tích gồm phương thức hỗ trợ/ kiểm soát (A/C) và phương thức thông khí ngắt quãng đồng thì (SIMV).

Giới hạn về áp lực: TKNT được gọi là giới hạn áp lực khi thì thở vào kết thúc nếu áp lực đường thở đạt mức áp lực cài đặt trước. Thể tích khí lưu thông (Vt) biến đổi phụ thuộc vào độ giãn nở của phổi, sức cản đường thở và sức cản của hệ thống dây thở. Sự biến thiên của Vt dẫn đến hậu quả là thông khí phút không được đảm bảo.

Ví dụ về các phương thức thở có giới hạn là áp lực gồm phương thức hỗ trợ/ kiểm soát (A/C) và phương thức thông khí ngắt quãng đồng thì (SIMV). TKNT giới hạn áp lực ngày càng trở lên phổ biến vì nó làm giảm được các chấn thương phổi do áp lực.

TKNT giới hạn về dòng: TKNT được gọi là giới hạn về dòng máy thở sẽ đẩy vào phổi bệnh nhân với một mức áp lực cài đặt trước. Thì thở vào kết thúc khi tốc độ dòng đẩy vào giảm đến một mức nhất định so với dòng đỉnh. Ví dụ điển hình về phương thức thở có giới hạn dòng là TKNT hỗ trợ áp lực.

TKNT giới hạn về thời gian: TKNT được gọi là giới hạn thời gian khi máy thở sẽ kết thúc thời kì thở khi hết thời gian cài đặt từ trước. Cả Vt và áp lực đường thở đều thay đổi theo từng nhịp thở tùy theo cơ học phổi. Các máy thở đơn giản dùng cho thở máy tại nhà dựa trên nguyên lý này.

Các bước cần tiến hành khi cho bệnh nhân thở máy

Khi có chỉ định thở máy cần cân nhắc đến các vấn đề sau: cần cho bệnh nhân thở máy xâm nhập hay không xâm nhâp?; Phương thức thở cần lựa chọn là phương thức gì?; Mức độ hỗ trợ cho bệnh nhân là nhiều hay ít? và câu hỏi cuối cùng là các thông số cài đặt ban đầu như thế nào?

Cần cho bệnh nhân thở xâm nhập hay không xâm nhập

TKNT có thể tiến hành dưới hình thức xâm nhập hoặc không xâm nhập. TKNT xâm nhập còn được gọi là TKNT truyền thống. Nghĩa là thông khí được thực hiện qua một ống nội khí quản (NKQ) hoặc thông qua một canuyn mở khí quản (MKQ). Ngược lại TKNT không xâm nhập áp lực dương (NPPV) là thông khí được thực hiện qua mặt nạ.

Quyết định thông khí nhân tạo xâm nhập hay không xâm nhập cho bệnh nhân phụ thuộc vào lâm sàng của từng bệnh nhân. Các yếu tố cần cân nhắc như chẩn đoán bệnh của bệnh nhân, mức độ nặng của bệnh, tốc độ tiến triển của bệnh và các tổn thương kèm theo. Nói chung có thể cho bệnh nhân thở không xâm nhập trước khi quyết định TKNT xâm nhập nhất là ở các bệnh nhân có phù phổi cấp huyết động hoặc suy hô hấp có tăng CO2 máu do bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD) với điều kiện là bệnh nhân không quá suy hô hấp đến mức phải đặt NKQ ngay hoặc khi không có chống chỉ định của NPPV.

Cần lựa chọn phương thức thông khí gì

Các phương thức thường được lựa chọn là Hỗ trợ/kiểm soát (A/C), Thông khí nhân tạo ngắt quãng đồng thì (SIMV), TKNT hỗ trợ áp lực (PSV) và các phương thức khác (Bảng 4). Việc lựa chọn phương thức thở nào thường tùy thuộc vào thói quen của từng thầy thuốc cũng như theo phác đồ của từng bệnh viện.

Bảng 4: Các phương thức thở

Phương thức thở Kiểu nhịp thở Trigger Chuyển thì Loại nhịp thở
Máy thở Bệnh nhân Kiểm soát Hỗ trợ Tự thở
CMV Giới hạn thể tích Có Không Thể tích Có Không Không
Giới hạn áp lực Có Không Thời gian Có Không Không
A/C Giới hạn thể tích Có Có Thể tích Có Có Không
Giới hạn áp lực Có Có Thời gian Có Có Không
IMV Giới hạn thể tích Có Có Thể tích Có Có Có
Giới hạn áp lực (còn được gọi là APRV) Có Có Thời gian Có Có Có
PSV Giới hạn áp lực Không Có Dòng, áp lực hoặc thời gian Không Có Không
CPAP Không Có Dòng Không Có Không

Chọn mức độ hỗ trợ như thế nào

Mức độ hỗ trợ là mức độ máy thở đáp ứng được cho nhu cầu thông khí của bệnh nhân. Quyết định mức độ hỗ trợ cho bệnh nhân có vai trò rất quan trọng vì nếu mức hỗ trợ thấp làm cho cơ hô hấp không được nghỉ, nếu mức độ hỗ trợ quá cao sẽ gây teo cơ hô hấp. Trong một nghiên cứu cho thấy hiên tượng teo cơ hoành và phân hủy protein của cơ xuất hiện trên những bệnh nhân mới thở máy được 3 ngày. Một mức độ hỗ trợ thích hợp là mức đảm bảo cho cơ hô hấp được nghỉ nhưng không gây teo cơ.

Mức độ hỗ trợ phụ thuộc vào phương thức thông khí và các thông số cài đặt trên máy thở. Nhìn chung, A/C có mức hỗ trợ cao nhất, SIMV cho phép hỗ trợ ở một khoảng rộng, và PSV có mức hỗ trợ thấp nhất.

Hầu hết nỗ lực của bệnh nhân khi thở A/C liên quan đến việc khở động (trigger) thì thở vào của máy thở. Nếu bệnh nhân không thể tự khởi động được (không trigger được) thì máy thở sẽ hỗ trợ hoàn toàn cho bệnh nhân.
Mức độ hỗ trợ dao động trong một khoảng rộng nhất trong phương thức SIMV. Mức độ hỗ trợ tối đa đạt được khi tần số thở cài đặt trên máy cao đến mức bệnh nhân không cần khởi động bất kì nhịp thở nào của máy thở.

Ngược lại sẽ không còn bất kì hỗ trợ nào của máy thở nếu giảm số nhịp thở cài đặt về zero khi đó tất cả các nhịp thở đều là nhịp tự thở của bệnh nhân.
Trong phương thức thở Hỗ trợ áp lực (PSV), máy thở không thể hỗ trợ toàn phần do đó bệnh nhân phải tự khởi động nhịp thở. Mức độ hỗ trợ trong PSV tỷ lệ thuận với mức áp lực hỗ trợ cài đặt trên máy.

Cài đặt thông số máy thở

Khi chuẩn bị thở cho bệnh nhân cần cân nhắc đến các thông số cài đặt như cách thức khởi động thì thở vào (trigger) và độ nhậy của trigger, tần số thở, Vt, áp lực dương tính cuối thì thở ra (PEEP), tốc độ dòng đẩy vào, kiểu dòng, và phân số ô xy (FiO2).

Trigger máy thở: có 2 cách để trigger máy thở: trigger áp lực và trigger dòng. Khi trigger dùng là trigger áp lực, máy thở sẽ đẩy vào phổi của bệnh nhân nếu sensor trong máy nhận được sự tụt giảm áp lực trong đường khí (do nỗ lực hít vào của bệnh nhân) lớn hơn ngưỡng cài đặt trên máy thở. Thường đặt ngưỡng trigger từ -1 đến 13 cmH2O.

Cần phải đặt ngưỡng trigger đủ để bệnh nhân trigger một nhịp thở một cách dễ dàng. Nếu để ngưỡng trigger quá thấp (ngưỡng quá nhậy) chỉ cần các động tác cử động của bệnh nhân hoặc khi có sự thay đổi áp lực trong đường khí chỉ do sự di chuyển của hơi nước đọng trên đường ống, máy thở ở sẽ đẩy vào phổi bệnh nhân một nhịp thở. Ngược lại nếu đặt ngưỡng trigger quá cao sẽ làm tăng công của bệnh nhân và làm kéo dài thời gian đáp ứng từ khi bệnh nhân có nỗ lực trigger đến khi máy thở đáp ứng với nỗ lực đó. Trigger áp lực có thể được sử dụng trong cả 2 phương thức A/C và SIMV.

Hiện tượng bẫy khí (hay auto-PEEP) gây cản trở cho trigger áp lực. Bẫy khí xảy ra khi thì thở vào đến trước khi kết thúc thì thở ra.

Trong trigger dòng thì luôn có một luồng khí thổi liên tục trong hệ thống dây thở. Máy thở sẽ đẩy vào phổi bệnh nhân một nhịp thở nếu phát hiện được tốc độ dòng trở về thấp hơn so với dòng đẩy vào ống thở, do nỗ lực hít vào của bệnh nhân. Trigger dòng đã được chứng minh là làm giảm công hô hấp trong thở CPAP và trong những nhịp tự thở của SIMV.

Thể tích khí lưu thông (Vt)

Thể tích khí lưu thông là lượng khí đẩy vào phổi bệnh nhân trong mỗi nhịp thở. Chọn Vt thế nào cho thích hợp phụ thuộc và nhiều yếu tố, quan trọng nhất là phụ thuộc vào bệnh lý làm cho bệnh nhân phải thở máy. Chẳng hạn như có một nghiên cứu ngẫu nhiên đã chứng minh 6mL/kg cân nặng lý tưởng có thể cải thiện được tỷ lệ tử vong£được rằng dùng Vt  ở bệnh nhân có tổn thương phổi cấp ALI hoặc ARDS.

Thể tích khí lưu thông thế nào là thích hợp cho những bệnh nhân cần phải thở máy do những nguyên nhân không phải là ALI/ARDS chưa được xác định rõ. Mức Vt khoảng 8mL/kg cân nặng lý tưởng có vẻ hợp lý nhất nhưng chưa được chứng minh, phần nhiều vẫn dựa trên kinh nghiệm lâm sàng. Không nên dùng Vt quá 10 mL/kg. Có thể điều chỉnh tăng giảm Vt theo pH và PaCO2 trên khí máu đồng thời theo dõi sát xem sự thay đổi đó có làm xuất hiện bẫy khí hoặc làm tăng áp lực đường thở hay không. Cần phải điều chỉnh Vt về mức như cũ nếu thấy auto-PEEP > 5 cmH2O hoặc áp lực cao nguyên P-plateau tăng lên > 30cmH2O. Vt cao có nguy cơ gây chấn thương phổi do áp lực hoặc tăng nguy cơ chấn thương phổi do máy thở.

Trong thông khí giới hạn thể tích, Vt do thầy thuốc cài đặt do đó luôn hằng định. Trong thông khí giới hạn áp lực, Vt luôn thay đổi. Vt tỷ lệ thuận với áp lực đẩy vào và độ giãn nở của phổi nhưng tỷ lệ nghịch với sức cản của ống thở. Thầy thuốc thường thay đổi Vt bằng cách điều chỉnh mức áp lực đẩy vào.

Tần số thở: Chưa có phương pháp để xác định tần số thở tối ưu. Phần lớn bệnh nhân , tần số thở được đặt trong khoảng 12 đến 16 nhịp thở/ phút, tuy nhiên có thể thay đổi tùy theo phương thức thở.

Đối với bệnh nhân thở theo phương thức A/C, tần số thở thường được đặt 4 nhịp thấp hơn tần số thở hiện tại của bệnh nhân.

Đối với bệnh nhân thở theo phương thức SIMV, tần số thở phải được đặt làm sao cho máy thở đảm bảo được 80% thông khí phút của bệnh nhân.

Khi đã xác định được Vt, tần số thở có thể được điều chỉnh tăng hoặc giảm dần để đạt được mức pH và PaCO2 phù hợp, đồng thời phải theo dõi auto-PEEP. Giảm về mức tần số cũ khi thấy xuất hiện mức auto-PEEP>5cmH2O.
Đối với bệnh nhân ALI/ARDS, thường phải đặt tần số thở cao (có thể tới 35 nhịp thở/phút) để đảm bảo đủ thông khí phút.

Không được phép bỏ qua việc theo dõi auto-PEEP khi tăng tần số thở. Trong một nghiên cứu quan sát trên 14 bệnh nhân dùng chế độ thông khí Vt thấp, tăng tần số thở làm xuất hiện mức auto-PEEP trung bình là 6cmH2O. Tăng tốc độ dòng đỉnh khi tăng tần số thở có thể hạn chế được auto-PEEP.
Đôi khi bệnh nhân tiếp tục bị toan hô hấp mặc dù đã điều chỉnh Vt và tần số thở. Trong những tình huống như vậy, có thể chấp nhân một mức độ tăng thán khí cho phép.

Chỉ định dùng PEEP

Có thể chỉ định PEEP ngoài để chống xẹp phế nang. Mức PEEP có thể dùng là 5 cmH2O. Ở những bệnh nhân có tổn thương phổi cấp (ARDS) có thể dùng mức PEEP cao tới 20 cmH2O. Mức PEEP cao quá có thể có gây hại cho bệnh nhân do gây tăng tiền gánh (làm giảm cung lượng tim), tăng áp lực cao nguyên (gây nguy cơ chấn thương phổi do áp lực), cản trở tuần hoàn từ não trở về (gây tăng áp lực nội sọ).

Tốc độ dòng

Tốc độ dòng đỉnh là dòng tối đa mà máy thở bơm vào phổi bệnh nhân trong thì thở vào. Tốc độ dòng đỉnh khoảng 60 L/phút là thích hợp tuy nhiên có thể dùng tốc độ dòng cao hơn khi cần. Đói dòng là đặc điểm của khó thở, gây tụt áp lực đỉnh thở vào và làm võng đường biểu diễn áp lực thở vào.
Nhu cầu tốc độ dòng cao thường gặp trên bệnh nhân có bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD) kèm theo toan hô hấp cấp. Ở những bệnh nhân này, tăng tốc độ dòng đỉnh sẽ rút ngắn thời gian thở vào và kéo dài thời gian thở ra (giảm tỷ lệ I:E). Những điều chỉnh này gây tăng thải CO2, cải thiện toan hô hấp và giảm nguy cơ auto-PEEP.

Tuy vậy tăng tốc độ dòng đỉnh cũng có nhiều nguy cơ. Tăng tốc độ dòng đỉnh gây tăng áp lực đường thở. Thêm vào đó khi thời gian thở vào giảm đi sẽ làm giảm áp lực đường thở trung bình dẫn đến giảm ô xy hóa máu.

Kiểu dòng

Các máy thở hiện đại cho phép bơm vào phổi một số dạng dòng như dạng dòng hình vuông (dòng hằng định), dòng giảm dần, và dạng sóng dòng hình sine (Hình 4).

Dạng dòng giảm dần cho phép phân bố thông khí đều hơn các dạng dòng khác, đặc biệt khi có hiện tượng tắc nghẽn. Dạng dòng này giúp làm giảm áp lực đỉnh đường thở, giảm được khoảng chết sinh lý, giảm PaCO2 nhưng không ảnh hưởng đến ô xy hóa máu.

FiO2

Nên dùng mức FiO2 thấp nhất mà bệnh nhân có thể chấp nhận được. Việc này làm giảm được nguy cơ các tác hại do ô xy như xẹp phổi do hấp thụ ô xy, tăng thán khí, chấn thương đường thở và tổn thương phổi kẽ.
Đích ô xy hóa máu phụ thuộc vào từng bệnh nhân. Ví dụ như các bệnh nhân có bệnh cơ tim do thiếu máu cục bộ cần mức độ ô xy hóa máu cao hơn những bệnh nhân thiếu ô xy mạn tính do bệnh lý hô hấp. Mục tiêu ô xy hóa máu điển hình là đạt mức PaO2 trên 60mmHg và SaO2 trên 90%. Ở bệnh nhân ALI/ARDS đích ô xy hóa máu chỉ cần đạt PaO2 là 55-80mmHg và SaO2 88-95%.

Sự mất đồng thì giữa máy thở và bệnh nhân

Sự mất đồng thì giữa máy thở và bệnh nhân nếu các pha của nhịp thở của máy thở không tương ứng với nhịp thở của bệnh nhân. Điều này thường gặp trong thông khí nhân tạo: theo một nghiên cứu thì thấy có trên 10% các nhịp thở là không đồng thì trên 24% bệnh nhân thở máy.
Sự mất đồng thì giữa máy thở và bệnh nhân sẽ gây cho bệnh nhân khó thở, tăng công hô hấp và làm kéo dài thời gian thở máy. Có thể phát hiện được sự mất đồng thì nhờ quan sát bệnh nhân cẩn thận và kiểm tra các dạng sóng. Biểu hiện mất đồng thì rõ nhất khi thấy máy thở không khởi động nhịp thở khi bệnh nhân có nỗ lực hít vào. Có một số nguyên nhân gây mất đồng thì giữa máy thở và bệnh nhân:

Do trigger các nhịp thở của máy không hiệu quả. Hiện tượng này có thể chiếm đến 1/3 các nỗ lực hít vào. Trigger không có hiệu quả thường do trigger thở vào không nhậy, mức hỗ trợ áp lực quá cao, Vt quá cao hoặc pH quá cao. Có thể giảm thiểu hoặc loại bỏ tình trạng này bằng tăng thời gian từ cuối thì thở vào và đầu thì thở ra bằng nghỉ cuối thì thở vào.

Tóm tắt và khuyến cáo

TKNT được chỉ định trong các suy hô hấp cấp và mạn tính, do giảm ô xy hóa máu, giảm thông khí phế nang hoặc cả hai. Lợi ích chính của TKNT là cải thiện trao đổi khí và giảm công hô hấp.

TKNT được phân loại dựa trên cơ chế kết thúc thì thở vào. Cụ thể TKNT có thể là giới hạn thể tích, áp lực, dòng và thời gian.

Khi có chỉ định cần thở máy cho bệnh nhân, cần phải cân nhắc một số vấn đề như thở máy xâm nhập hay không xâm nhập, phương thức TKNT, mức độ hỗ trợ, và các thông số cài đặt:

Đối với đại bộ phận bệnh nhân, các thông số cài đặt điển hình bao gồm Vt 8mL/kg cân nặng lý tưởng, tần số thở 12-16 lần/phút; PEEP 5-10 cmH2O, điều chỉnh tốc độ dòng đỉnh để đạt I:E là 1:2 hoặc 1:3; và mức FiO2 thấp nhất có thể nhưng phải đảm bảo được ô xy hóa máu.

Với bệnh nhân có tổn thương phổi cấp (ALI/ARDS) thì các thông số cài đặt điển hình sẽ là Vt thấp hơn (6mL/kg) và tần số thở cao hơn như đã mô tả ở trên.