기계 환기(ventilator)의 기초 역학, 장단점

기계 환기란 인공적으로 폐 기능을 제공하는 장치입니다.

직접적으로 기계를 다루는 방법보다 기계 환기의 원리를 알고 개념을 알아 

헤맸던 부분을 헤처나갈 수 있게 알아보고자 합니다. 

기계 환기의 기초 

환자의 폐까지 공기의 이동이 일어나려면 ventilator와 폐 사이에 압력의 차이가 존재해야 합니다. 

압력의 차이를 ventilator가 만들어 flow가 유발되고 일정 시간 동안 flow가 발생하면

일정량의 기체가 폐에 공급이 됩니다. 

 

주요 변수들은 pressure, flow, volume, time 입니다. 

설정을 해주는 변수는 독립변수, 독립변수에 의해 자동으로 결정되는 변수들을 종속변수라고 합니다. 

 

일반적으로  volume, pressure 을 독립변수로 설정하는 volume control, pressure control 방식입니다. 

volume control- flow, volume 설정

pressure control- airway ptessure 설정

 

기계 환기의 역학

폐가 쪼그려드려는 탄성력과 공기의 흐름을 방해하는 저항을 이겨내야 겠죠?

폐에 공기를 공급하기 위해서 필요한 압력(Pt)은 기본적으로 폐의 탄성력과 저항에 의해 결정이 됩니다. 

1.volume control

TV(tidal volume)과 flow를 설정(독립변수)

Pt는 자동으로 결정(종속변수)

 

volume control이라는 용어가 사용되지만 실제 ventilator가 조절하는 것은 inspiratory flow입니다. 

특정 volume을 공급하기 위해 flow pattern을 설정해야 합니다. 

 

- volume control은 flow control을 통해 이루어지며, inspiratory time을 결정합니다. 

 

호흡주기(cycle)와 호흡수(RR. respiratory rate)

RR는 1분당 호흡수입니다. 따라서 1회 호흡주기를 구하려면 60초를 RR로 나누면 됩니다. 

 

호흡주기과 I:E ratio (흡기 호기 비율)

호흡주기와 inspiratoty time을 알고 있다면 expiratory time은 호흡주기에서 inspiratory time을 빼면 되므로

I:E ratio를 구할 수 있습니다. 

 

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2.pressure control

pressure를 설정(독립변수)

TV (tidal volume) 과 flow는 자동으로 결정(종속변수)

 

환자의 폐를 배려하는 방식으로 생각이 될수 있습니다. 

폐의 compliance와 resistance의 변화가 flow와 volume을 조절하도록 설정됩니다.

동일한 압력을 가했어도 compliance가 감소하고 저항이 커지면 flow가 감소합니다.

 

control의 장 단점.

1.volume control의 장 단점

장점 - 일정한 폐활량을 제공할 수 있다.

단점- 환자의 상태를 무시하기 때문에, 상태가 악화되어 compliance가 감소하거나 

resistance가 증가하면 높은 기도압이 발생해 barotrauma유발, 과도한 volume은 volutrauma가 발생

airway ressure을 monitoring 해야합니다. 

 

2.pressure control의 장 단점

장점- 환자와 ventilator간의 fighting이 일어나지 않고, barotrauma나 volutrauma도 거의 일어나지 않는다.

환자의 상태에 맞추어 제공되는 flow와 volume도 변하기 때문입니다. 

단점 - 일정한 폐활량을 전달하지 못한다. 따라서 폐활량의 부족을 monitoring 해야합니다.