Dr  David  Lamond  2015

¡ Principles  of  Ventilation  /  Ventilator  terminology§ 2  strategies

1. Injury  – Every  patient  except  #22. Obstruction  – asthma  /  COPD

¡ Modes¡ Autoflow¡ NIV

Baseline  variable¡ Positive  End  Expiratory  Pressure  (PEEP)  –expiration  passive

¡ PEEP  of  3-‐5  cmH2O  thought  to  be  physiological  when  ETT  insitu

¡ So  even  in  Head  injury  should  have  at  least  5  cmH2O

¡ Decreases  shunt,  improves  V/Q  match,  decreases  atelectasis  /trauma

¡ Fraction  of  Inspired  Oxygen  Concentration  (FiO2)§ Air  mix  =  FiO2 60%  or  0.6§ Oxylog3000  has  oxygen  blender  =  FiO2 0.4-‐1.0  (calculated  not  measured  ie no  oxygen  sensor)

§ Always  start  at  FiO2 =  1§ Correct  after  1st gas,  aim  for  FiO2  0.5  or  less

¡ Start  at  100%  and  PEEP  5  then  titrate  on  ABG¡ Goal  =  PaO2 55-‐80mmHg  or  SaO2 88-‐95%

FiO2 0.3 0.4 0.4 0.5 0.5 0.6 0.7 0.7 0.7

PEEP 5 5 8 8 10 10 10 10 12

FiO2 0.7 0.8 0.9 0.9 0.9 1.0

PEEP 14 14 14 16 18 18-‐24

¡ Respiratory  Rate  (RR)§ Near  physiological  as  

possible  10-‐20  breaths/min§ Usually  set  18  breaths/min  

– remember  dead  space§ Adjust  on  CO2§ Slow  rates  in  COAD  to  

permit  long  expiration§ High  rates  in  noncompliant  

lungs  with  low  VT(remember  compensatory  resp alkalosis)

¡ Tidal  Volume  (VT)§ Set  to  avoid  excessive  stretch  6-‐8  mls/kg

§ In  ARDS  6mls/kg§ Use  plateau  pressure  (Pplat)  to  measure  –ideal  should  be  <  30  cmH2O

§ Should  not  be  altered  to  fix  ventilation  unless  Pplat .  30cmH2O

¡ Plateau  Pressure  (Pplat)§ Most  reflective  of  peak  alveolar  pressure

§ Should  be  less  than  30  cmH2O

§ Occurs  as  expiratory  valve  remains  closed  for  duration  of  Tinsp

§ Use  Inspiratory  Hold  button

¡ Minute  Ventilation  (VE)§ The  total  amount  of  volume  

moving  in  and  out  of  the  lung  in  one  minute

§ VE  =  RR  x  VT  (L/min)§ Ideal  VE  =  60ml/kg/min  when  

not  intubated  – needs  to  be  doubled  to  120ml/kg/min  for  deadspace

§ Need  240  ml/kg/min  to  change  CO2  from  40  to  30

¡ Flow  Rate§ Is  the  speed  at  which  VT is  delivered  =  patient  comfort§ Normal  setting  60-‐80  L/min§ Flow  rate  is  chief  determinate  of  Tinsp and  thus  I:E  ratio

§ High  flow  >  60  L/min  good  for  COAD  (shorter  Tinsp)  but  may  increase  Peak  inspiratory  Pressure  (PiP)

§ Low  flow  rates  (20  to  50  L/min)  =  increase  inspiratory  time  with  improved  distribution  gases

§ Most  transport  ventilators  internal  microchip  controls  flow  based  on  VT,  Pressure,  I:E  ratio  and  RR

¡ Rise  time  (Ramp)§ The  amount  of  time  it  takes  for  set  pressure  to  be  reached  from  beginning  inspiration

§ Adjusts  the  peak  inspiratory  flow  rate

¡ Inspiratory:  Expiratory  Ratio  (I:E  ratio)§ Normal  1:2§ Shorter  insp times  

increase  dead  space  ventilation

§ Longer  insp times  improve  oxygenation  but  increase  haemodynamic  instability

§ Dependant  on  flow  rate,  inspiratory  time  and  frequency

§ Adjunct  to  volume  controlled  ventilation

§ Delivers  the  set  Tv at  the  lowest  possible  inspiratory  pressure

§ Reduces  peak  airway  pressure

§ Limits  the  inspiratory  pressure  control  to  5  below  P  max

§ Breath  is  delivered  with  minimal  flow  to  deliver  the  set  volume  within  the  set  inspiratory  time

§ Resulting  end  inspiratory  pressure  is  used  for  inspiratory  pressure  for  next  breath

§ Then  uses  a  decelerating  inspiratory  flow  profile§ Once  expiration  begins  it  compares  inspiratory  volume  to  set  tidal  volume  and  adjust  next  inspiratory  pressure

§ Adjusts  +/-‐ 3  cmH2O  per  breath§ “VT  low,  pressure  limit”  if  pressure  required  >  5  cm  H2O  below  Pmax

¡ Goal  =  As  much  expiratory  time  as  possible¡ TV  =  8ml/kg¡ Flow  Rate    =  80-‐100  lpm so  I:E  of  1:4-‐5¡ PEEP  =  0¡ FiO2  =  usually  40%¡ RR  =  start  at  10¡ Permissive  Hypercapnia – Keep  pH  >  7.1

¡ Auto  /  Intrinsic  PEEP§ (pulmonary  gas  trapping,  

endogenous  PEEP,  occult  PEEP,  dynamic  hyperinflation)

§ Result  of  insufficient  expiratory  time  ie high  RR,  inverse  I:E  ratio

§ Continues  until  elastic  recoil  overcomes  pressure

§ Measured  doing  expiratory  hold

¡ Peak  Inspiratory  Pressure§ Peak  pressure  delivered  during  inspiration

§ Should  not  exceed  40  cmH2O  – NB:  plateau  pressure  does  the  damage

§ Ventilator  CPR  mode    >60cmH2O  the  delivers  inconstant  volume  at  pressure

¡ Synchronised  Intermittent  Mandatory  Ventilation    /  Assisted  Spontaneous  Breathing  (ASB)  

¡ Fixed  mandatory  minute  volume  (MV)  set  with  VTand  RR

¡ Patient  can  breathe  spontaneously  between  the  mandatory  ventilation

¡ Supports  inadequate  spontaneous  breathing  or  weaning

¡ The  following  are  set  on  the  screen:  § Tinsp§ PEEP§ Trigger

¡ Successful  patient  triggering  is  indicated  by  an  asterisk

¡ Prevents  increase  in  frequency  by  prolonging  next  breathing  time

¡ Minimum  ventilation  =  VT x  RR

¡ Trigger  window  =  enables  synchrony

¡ Pressure  Control  Ventilation  (PCV)§ Upper  Airway  Pressure  Level  

is  set  and  remains  constant.§ Respiratory  Rate  is  set.§ Tidal  volumes  will  vary  

according  to  lung  compliance.

§ Ventilator  will  deliver  set  pressure  level  whether  patient  triggers  a  breath  or  mandatory  breath  is  being  delivered

§ Minute  volume  alarm  and  ETCO2  critical

¡ Assisted  Spontaneous  Breathing

¡ Detects  flow  then  provides  additional  pressure  over  PEEP  for  breath

¡ ASB  terminated  if  flow  zero  during  phase  1,  after  4  secs  or  flow  <  25%  in  phase  2

¡ Continuous  (Constant)  Positive  Airway  Pressure  (CPAP)§ Is  a  strictly  patient  dependant  mode;  patient  must  be  breathing  spontaneously.

§ CPAP  is  a  constant  set  pressure  that  does  not  change  during  inspiration  or  expiration.

§ Weaning  mode.