Ventilatiefalen (hypercapnie): oorzaken, symptomen, diagnose, behandeling
Hypercapnie, wat veroorzaakt ademhalingsinsufficiëntie? In het lichaam vereist de productie van de energie die nodig is om te overleven een constante toevoer van zuurstof en voedingsstoffen naar de weefsels
Ademhaling zorgt voor een constante toevoer van zuurstof naar de longen, waar dit gas door het alveolaire-capillaire membraan in het bloed diffundeert (externe ademhaling).
De bloedsomloop verdeelt vervolgens het zuurstofrijke bloed naar verschillende vaatbedden, waar zuurstof wordt toegevoerd aan de verschillende weefsels (interne ademhaling).
Naast de zuurstofvoorziening van het bloed, dienen de longen ook om het lichaam te ontdoen van koolstofdioxide (CO2), een restproduct van de stofwisseling.
Kooldioxide, gedragen door veneus bloed, diffundeert in de longblaasjes en wordt vervolgens uitgeademd in de atmosfeer.
Verschillende ziekten van medisch belang kunnen leiden tot onvoldoende gasuitwisseling en dus tot ademhalingsinsufficiëntie, die ventilatie (hypercapnie) of oxygenatie (hypoxemie) kan zijn.
De hoeveelheid verbruikte zuurstof en geproduceerde kooldioxide per minuut wordt bepaald door de mate van het metabolisme van de patiënt.
Lichaamsbeweging en koorts zijn voorbeelden van factoren die de stofwisseling van het lichaam verhogen en een groter beroep doen op de luchtwegen.
Wanneer de cardiopulmonale reserve wordt beperkt door de aanwezigheid van een pathologisch proces, kan koorts een extra stress zijn die ademhalingsfalen en dus weefselhypoxie kan veroorzaken.
Ventilatiefalen (hypercapnie)
Bij ademhalingsinsufficiëntie is er onvoldoende ventilatie tussen de longen en de atmosfeer, wat uiteindelijk resulteert in een ongepaste verhoging van de partiële druk van koolstofdioxide in arterieel bloed (PaCO2) tot waarden boven 45 mmHg (hypercapnie).
Ventilatoire insufficiëntie (hypercapnie) wordt over het algemeen beschouwd als
- mild met PCO2 tussen 45 en 60 mmHg;
- matig met PCO2 tussen 60 en 90 mmHg;
- ernstig met PCO2 boven 90 mmHg.
Wanneer PCO2 hoger is dan 100 mmHg, kan coma optreden en, boven 120 mmHg, overlijden.
PCO2 wordt gemeten door hemogasanalyse.
We herinneren de lezer eraan dat het vermogen om in te ademen de volledige efficiëntie van het zenuwstelsel vereist, dat de ademhalingsspieren moet stimuleren.
De samentrekking van het diafragma vermindert de intrathoracale druk en zorgt ervoor dat gas de longen binnendringt.
Minimale inspanning is vereist voor deze activiteit als de ribbenkast intact is, de luchtwegen doorlaatbaar en de longen uitzetbaar.
Het vermogen om uit te ademen vereist daarentegen openheid van de luchtwegen en het longparenchym, dat voldoende elasticiteit heeft om de bronchiolen open te houden totdat de uitademing is voltooid.
Hypercapnie, oorzaken en risicofactoren
Oorzaken van ademhalingsinsufficiëntie zijn onder meer: depressie van ademhalingscentra door farmacologische stoffen, hersenziekten, spinal afwijkingen van de navelstreng, spierziekten, afwijkingen van de ribbenkast en obstructies van de bovenste en onderste luchtwegen.
Bovenste luchtwegobstructie kan optreden tijdens acute infecties en tijdens de slaap, wanneer de spiertonus wordt verminderd.
Talloze factoren kunnen bijdragen aan de zwakte van de inademingsspier en de balans doen doorslaan in het voordeel van acuut ademhalingsfalen.
Ondervoeding en elektrolytenstoornissen kunnen de ademhalingsspieren verzwakken, terwijl pulmonale hyperinflatie (bijvoorbeeld door longemfyseem) het diafragma minder efficiënt kan maken.
Hyperinflatie van de longen dwingt het middenrif om een abnormaal lage positie in te nemen, wat op zijn beurt leidt tot een mechanisch nadeel.
Deze problemen komen vaak voor bij patiënten met acute en chronische obstructieve longziekte (bronchiale astma, chronische bronchitis en longemfyseem).
Pathofysiologie
Een acute verhoging van PaC02 leidt tot een verlaging van de pH van het arteriële bloed.
De combinatie van verhoogde PaC02 en acidose kan duidelijke effecten hebben op het organisme, vooral wanneer de ademhalingsinsufficiëntie ernstig is.
Ernstige acute respiratoire acidose resulteert in een verminderde cognitieve functie als gevolg van depressie van het centrale zenuwstelsel.
Cerebrale en perifere bloedvaten verwijden zich als reactie op hypercapnie.
Symptomen en tekenen
Er zijn weinig klinische tekenen die wijzen op een verhoogde PaCO2.
Klinische symptomen die wijzen op beademingsfalen zijn onder meer:
- hoofdpijn;
- verminderde waakzaamheid;
- warme rode huid;
- hypersyfiele perifere pulsen.
Deze bevindingen zijn echter uiterst niet-specifiek omdat ze voorkomen in tal van andere aandoeningen dan beademingsfalen.
Aangezien hypoxemie vaak aanwezig is bij een patiënt met beademingsfalen, is het gebruikelijk om gelijktijdig tekenen van onvoldoende perifere oxygenatie waar te nemen.
Onderkoeling en bewustzijnsverlies zijn daarentegen veelvoorkomende bevindingen wanneer beademingsfalen het gevolg is van een overdosis stoffen met een sedatief farmacologisch effect. Sedativa en tricyclische antidepressiva leiden vaak tot pupilverwijding en fixatie.
Tricyclische antidepressiva verhogen ook de hartslag en bloeddruk.
In het geval van een overdosis drugs zijn ademhalingsgeluiden vaak duidelijk ondanks het feit dat aspiratie heeft plaatsgevonden.
Dit is waarschijnlijker bij sedativa en alcoholmisbruik (als gevolg van de verminderde slikreflex) en kan leiden tot rillingen in de rechter onderkwab.
Klinische tekenen van diafragmatische vermoeidheid zijn een vroege waarschuwing voor respiratoire insufficiëntie bij een patiënt met: ademhalingsproblemen.
Dergelijke tekenen wijzen in feite sterk op de noodzaak van onmiddellijke beademingshulp van de patiënt.
Diafragmavermoeidheid veroorzaakt aanvankelijk het optreden van tachypneu, gevolgd door perioden van ademhalingswisselingen of paradoxale buikademhaling.
Ademhalingsafwisseling bestaat uit het optreden van afwisselende korte perioden tussen ademen met de hulpspieren en met het middenrif.
Paradoxale buikademhaling daarentegen wordt herkend op basis van de binnenwaartse beweging van de buik bij elke ademhalingsinspanning.
Dit fenomeen is te wijten aan de slapheid van het diafragma, waardoor het omhoog trekt wanneer de hulpspieren van de ademhaling een negatieve intrathoracale druk creëren.
Diagnose van beademingsfalen (hypercapnie)
Anamnese en objectief onderzoek zijn uiteraard de eerste stappen in de diagnose.
Het meten van bloedgaswaarden is erg belangrijk bij het beoordelen van patiënten met beademingsfalen.
De ernst van beademingsfalen wordt aangegeven door de mate van toename van paCOz.
De beoordeling van de pH van het bloed identificeert de mate van respiratoire acidose die aanwezig is en suggereert de urgentie van de behandeling.
De patiënt heeft onmiddellijke behandeling nodig als de pH onder 7.2 daalt.
Behandeling
Acute verhoging van arteriële PCO2 geeft aan dat de patiënt niet in staat is om adequate alveolaire ventilatie te handhaven en mogelijk beademingshulp nodig heeft.
PaCO2 hoeft de normale waarden niet te overschrijden om een indicatie voor beademing te hebben.
Als de PaCO2 bijvoorbeeld 30 mmHg is en als gevolg van vermoeidheid van de ademhalingsspieren stijgt tot 40 mmHg, kan de patiënt aanzienlijk profiteren van onmiddellijke intubatie en mechanische beademing.
Dit voorbeeld illustreert dus duidelijk hoe het documenteren van de trend (“trending”) van arteriële PaCO2-waarden kan helpen bij het geven van een indicatie voor geassisteerde beademing.
Als de patiënt eenmaal is geïntubeerd, moet het ingestelde ademvolume 10-15 cc/kg van het ideale lichaamsgewicht zijn (bijv. bij obese patiënten is een enorm teugvolume niet nodig).
Stroomvolumes onder dit hebben de neiging om te resulteren in ineenstorting van de meer perifere longeenheden (atelectase), terwijl stroomvolumes boven 10-15 cc/kg de neiging hebben om de longen te sterk uit te zetten en barotrauma (pneumothorax of pneumomediastinum) te veroorzaken.
De beademingssnelheid die de patiënt nodig heeft, hangt af van zijn metabolisme, hoewel
- volwassen proefpersonen hebben gewoonlijk 8-15 ademhalingshandelingen/minuut nodig. Bij de meeste patiënten wordt de beademing echter aangepast om de PaCO2-waarden tussen 35 en 45 mmHg te handhaven. Een uitzondering is de patiënt met hersenoedeem, bij wie lagere PaCO2-waarden nuttig kunnen zijn bij het verlagen van de intracraniale druk
- Een andere uitzondering vormen patiënten met chronisch hoge PaCO-waarden bij wie het doel van mechanische beademing is om de pH weer binnen de normale grenzen te brengen en de PCO2 van de patiënt terug naar de basiswaarden. Als de patiënt met chronische hypoventilatie en CO2-retentie krachtig genoeg wordt beademd totdat een normale PCO2 is bereikt, ontstaat op korte termijn het probleem van respiratoire alkalose en wordt de patiënt op lange termijn afgebouwd van mechanische beademing.
De arts moet echter de oorzaak van het beademingsfalen vaststellen voordat de symptomatische behandeling wordt gestart.
In het geval van een overdosis drugs, moeten inspanningen worden geleverd om de verantwoordelijke verbinding, de hoeveelheid ingenomen medicijn, de tijdsduur sinds inname en de aan- of afwezigheid van traumatisch letsel te identificeren.
Aangezien hypoxemie vaak aanwezig is bij een patiënt met beademingsfalen, is het gebruikelijk om gelijktijdig tekenen van onvoldoende perifere oxygenatie waar te nemen.
Onderkoeling en bewustzijnsverlies zijn daarentegen veelvoorkomende bevindingen wanneer beademingsfalen het gevolg is van een overdosis stoffen met een sedatief farmacologisch effect. Sedativa en tricyclische antidepressiva leiden vaak tot pupilverwijding en fixatie.
Tricyclische antidepressiva verhogen ook de hartslag en bloeddruk.
In het geval van een overdosis drugs zijn ademhalingsgeluiden vaak duidelijk ondanks het feit dat aspiratie heeft plaatsgevonden.
Dit is waarschijnlijker bij sedativa en alcoholmisbruik (als gevolg van de verminderde slikreflex) en kan leiden tot rillingen in de rechter onderkwab.
Klinische tekenen van diafragmatische vermoeidheid zijn een vroege waarschuwing voor ademhalingsinsufficiëntie bij een patiënt met ademnood.
Dergelijke tekenen wijzen in feite sterk op de noodzaak van onmiddellijke beademingshulp van de patiënt.
Diafragmavermoeidheid veroorzaakt aanvankelijk het optreden van tachypneu, gevolgd door perioden van ademhalingswisselingen of paradoxale buikademhaling.
Ademhalingsafwisseling bestaat uit het optreden van afwisselende korte perioden tussen ademen met de hulpspieren en met het middenrif.
Paradoxale buikademhaling daarentegen wordt herkend op basis van de binnenwaartse beweging van de buik bij elke ademhalingsinspanning.
Dit fenomeen is te wijten aan de slapheid van het diafragma, waardoor het omhoog trekt wanneer de hulpspieren van de ademhaling een negatieve intrathoracale druk creëren.
Diagnose van beademingsfalen (hypercapnie)
Anamnese en objectief onderzoek zijn uiteraard de eerste stappen in de diagnose.
Het meten van bloedgaswaarden is erg belangrijk bij het beoordelen van patiënten met beademingsfalen.
De ernst van beademingsfalen wordt aangegeven door de mate van toename van paCOz.
De beoordeling van de pH van het bloed identificeert de mate van respiratoire acidose die aanwezig is en suggereert de urgentie van de behandeling.
De patiënt heeft onmiddellijke behandeling nodig als de pH onder 7.2 daalt.
Behandeling
Acute verhoging van arteriële PCO2 geeft aan dat de patiënt niet in staat is om adequate alveolaire ventilatie te handhaven en mogelijk beademingshulp nodig heeft.
PaCO2 hoeft de normale waarden niet te overschrijden om een indicatie voor beademing te hebben.
Als de PaCO2 bijvoorbeeld 30 mmHg is en als gevolg van vermoeidheid van de ademhalingsspieren stijgt tot 40 mmHg, kan de patiënt aanzienlijk profiteren van onmiddellijke intubatie en mechanische beademing.
Dit voorbeeld illustreert dus duidelijk hoe het documenteren van de trend (“trending”) van arteriële PaCO2-waarden kan helpen bij het geven van een indicatie voor geassisteerde beademing.
Als de patiënt eenmaal is geïntubeerd, moet het ingestelde ademvolume 10-15 cc/kg van het ideale lichaamsgewicht zijn (bijv. bij obese patiënten is een enorm teugvolume niet nodig).
Stroomvolumes onder dit hebben de neiging om te resulteren in ineenstorting van de meer perifere longeenheden (atelectase), terwijl stroomvolumes boven 10-15 cc/kg de neiging hebben om de longen te sterk uit te zetten en barotrauma (pneumothorax of pneumomediastinum) te veroorzaken.
De beademingssnelheid die de patiënt nodig heeft, hangt af van zijn metabolisme, hoewel
- volwassen proefpersonen hebben gewoonlijk 8-15 ademhalingshandelingen/minuut nodig. Bij de meeste patiënten wordt de beademing echter aangepast om de PaCO2-waarden tussen 35 en 45 mmHg te handhaven. Een uitzondering is de patiënt met hersenoedeem, bij wie lagere PaCO2-waarden nuttig kunnen zijn bij het verlagen van de intracraniale druk
- Een andere uitzondering vormen patiënten met chronisch hoge PaCO-waarden bij wie het doel van mechanische beademing is om de pH weer binnen de normale grenzen te brengen en de PCO2 van de patiënt terug naar de basiswaarden. Als de patiënt met chronische hypoventilatie en CO2-retentie krachtig genoeg wordt beademd totdat een normale PCO2 is bereikt, ontstaat op korte termijn het probleem van respiratoire alkalose en wordt de patiënt op lange termijn afgebouwd van mechanische beademing.
De arts moet echter de oorzaak van het beademingsfalen vaststellen voordat de symptomatische behandeling wordt gestart.
In het geval van een overdosis drugs, moeten inspanningen worden geleverd om de verantwoordelijke verbinding, de hoeveelheid ingenomen medicijn, de tijdsduur sinds inname en de aan- of afwezigheid van traumatisch letsel te identificeren.
Algemene doelstellingen bij de behandeling van een overdosis logische geneesmiddelen zijn het voorkomen van absorptie van het toxine (maagspoeling of stimulatie van de braken reflex en gebruik van actieve kool), om de uitscheiding van het geneesmiddel (dialyse) te verhogen en om accumulatie van de toxische metabolische producten te voorkomen (bijv. acetylcysteïne is het favoriete tegengif voor een overdosis paracetamol).
Het afbouwen van de beademing kan beginnen zodra de oorzaak van de ademhalingsinsufficiëntie is verholpen en de medisch relevante klinische toestand is gestabiliseerd.
De parameters voor het spenen helpen om te bepalen wanneer het spenen een consistente kans op succes heeft.
Artsen moeten verschillende parameters gebruiken om te beslissen wanneer ze moeten beginnen met het spenen van beademing, aangezien elk van deze parameters verwarrend kan zijn. Bij volwassen patiënten lijkt de combinatie van een spontaan ademvolume van meer dan 325 cc en een spontane ademhalingsfrequentie van minder dan 38 handelingen/minuut een goede indicator voor succes bij het spenen.
Methoden die worden gebruikt bij het spenen zijn onder meer IMV, drukondersteuning en de 'T'-buis.
Elk van deze methoden heeft voor- en nadelen, maar elk zou in staat moeten zijn om de meeste patiënten zo snel mogelijk effectief te spenen.
Elk van de methoden is gebaseerd op de geleidelijke vermindering van de beademingsondersteuning onder gecontroleerde omstandigheden tijdens nauwlettende bewaking van de patiënt.
Ten slotte kan extubatie worden uitgevoerd wanneer de slikreflex intact is en de endotracheale tube niet langer nodig is.
Het spenen naar IMV wordt uitgevoerd door het aantal ademhalingshandelingen per minuut te verminderen tot een interval van enkele uren, totdat de patiënt geen mechanische ondersteuning meer nodig heeft of een slechte tolerantie voor het spenen vertoont (bijv. 20% veranderingen in hartslag en bloeddruk).
Het belangrijkste nadeel van IMV is de mogelijke toename van de ademhalingsarbeid die aan de patiënt wordt opgelegd tijdens spontane ademhaling (13).
Deze toename van het werk is voornamelijk te wijten aan de te hoge weerstand die op de ademautomaat wordt geplaatst. Meer recent ontwikkelde ventilatoren proberen dit probleem echter te verhelpen.
Drukondersteuning helpt het werk te overwinnen dat wordt opgelegd door de weerstand van het kunstmatige circuit door een vooraf bepaalde positieve druk toe te passen tijdens de inspiratie.
Afbouwen met drukondersteuning vereist een geleidelijke afbouw van de drukondersteuning met constante monitoring van de klinische toestand van de patiënt.
Zodra de patiënt lage drukondersteuning kan verdragen (bijv. minder dan 5 cm H2O), kan de beademingshulp worden stopgezet.
Het spenen van de T-buis wordt daarentegen uitgevoerd door de mechanische beademing voor een korte periode op te schorten en de patiënt onder een continue luchtstroom te plaatsen bij een vooraf bepaalde FiO2.
De tijd waarin de patiënt spontaan kan ademen, wordt geleidelijk verlengd totdat tekenen van stress optreden of de patiënt weer mechanische beademingsondersteuning nodig heeft.
Lees ook:
Emergency Live nog meer ... Live: download de nieuwe gratis app van uw krant voor IOS en Android
Obstructieve slaapapneu: wat het is en hoe het te behandelen?
Obstructieve slaapapneu: symptomen en behandeling van obstructieve slaapapneu
Ons ademhalingssysteem: een virtuele rondleiding in ons lichaam
Klinische beoordeling: acuut ademhalingsnoodsyndroom
Stress en stress tijdens de zwangerschap: hoe zowel moeder als kind te beschermen?
Ademhalingsproblemen: wat zijn de tekenen van ademhalingsproblemen bij pasgeborenen?
Respiratory Distress Syndrome (ARDS): therapie, mechanische ventilatie, monitoring
Tracheale intubatie: wanneer, hoe en waarom een kunstmatige luchtweg voor de patiënt creëren?
Wat is voorbijgaande tachypneu van het pasgeboren of neonatale natte-longsyndroom?
Traumatische pneumothorax: symptomen, diagnose en behandeling
Diagnose van spanningspneumothorax in het veld: zuigen of blazen?
Pneumothorax en pneumomediastinum: de patiënt redden met pulmonaal barotrauma
ABC-, ABCD- en ABCDE-regel in spoedeisende geneeskunde: wat de hulpverlener moet doen
Meerdere ribfractuur, klepelborst (ribvolet) en pneumothorax: een overzicht
Interne bloeding: definitie, oorzaken, symptomen, diagnose, ernst, behandeling
KED-hulpmiddel voor trauma-extractie: wat het is en hoe het te gebruiken?
Hoe wordt triage uitgevoerd op de afdeling spoedeisende hulp? De START- en CESIRA-methoden
Borsttrauma: klinische aspecten, therapie, luchtweg- en beademingshulp