Một số đặc điểm giải phẫu và sinh lý hô hấp ở trẻ em liên quan tới thông khí nhân tạo

Một số đặc điểm giải phẫu và sinh lý hô hấp ở trẻ em liên quan tới thông khí nhân tạoBs Phan Hữu PhúcMục tiêu1. Trình bày được sự khác biệt về giải phẫu hô hấp giữa trẻ sơ sinh, trẻ nhỏ và người trưởng thành2. Trình bày được một số đặc điểm sinh lý hô hấp ở trẻ em liên quan tới thở máy3. Hiểu được một số khái niệm về cơ học phổi (lung mechanic) liên quan tới thở máySự khác biệt về giải phẫu đường thở giữa trẻ nhỏ và người lớnThanh quản ở trẻ nhỏ gấp khúc hơn ở người lớnLưỡi to hơnDây thanh âm tạo thành gócHình dáng nắp thanh môn khác nhauThanh quản có hình nón.Thanh quản gấp khúc Lưỡi to:Tắc đường thởThở mũiKhó thấy thanh quảnDây thanh âm tạo gócVới khí quản, ở người lớn dây thanh âm vuông góc hơnKhó đặt nội khí quản đường mũiHình dáng nắp thanh môn khác nhau Nắp thanh môn của người lớn rộng hơn, trục song song với khí quảnNắp thanh môn trẻ nhỏ hình Ω và tạo góc với khí quản.Thanh quản hình nónĐiểm hẹp nhất của đường thở trẻ là chỗ sụn nhẫn chưa phát triển, ở người lớn là ở thanh mônSụn nhẫn phát triển hoàn toàn khi trẻ 10-12 tuổi.Sinh lý hô hấp Giai đoạn phát triển trong tử cung Trước 24-25 tuần thai: phổi chưa hoạt động26-28 tuần thai: tăng sinh mao mạch quanh các túi phế nang, bắt đầu có trao đổi khí.Tế bào type II sinh surfactant bắt đầu từ tuần thứ 24-26 tuổi thaiSau tuần 35, có đủ surfactant .Trẻ sinh non dễ bị RDS do thiếu hụt surfactantDùng glucocorticoid cho mẹ từ 24-48h trước sinh giúp tăng sinh surfactant và giúp phổi trưởng thành.SurfactantPhức hợp phospholipid proteinDuy trì sức căng bề mặtỔn định áp lực phế nangPhương trình LaPlace	P = nT/r	trong đó 	P áp lực	r bán kính	T sức căng	n = 2Thích nghi sau khi sinhNhịp thở đầu tiênTăng PaO2Khi phổi nởGiảm sức cản mạch máu phổi Tăng lưu lượng máu phổiTăng lượng máu về nhĩ trái ----> tăng áp lực nhĩ tráiGiai đoạn sau khi sinhTổ chức phổi tiếp tục phát triển trong 10 năm, phát triển nhanh hơn trong năm đầu.Khi mới sinh, số lượng phế nang chỉ bằng 1/10 của người lớn.Phát triển số lượng phế nang kết thúc khi trẻ 18 tháng.Một số đặc tínhTrẻ sơ sinh: độ giãn nở (compliance) của phổi cao do;Lớp xơ đàn hồi phát triển sau khi sinhÁp lực đàn hồi tĩnh thấpĐộ giãn nở lồng ngực cao do:- Xương sườn có nhiều sụn- Ít các khối trong lồng ngựcDễ xẹp phổi và suy hô hấpTrẻ nhũ nhi và trẻ nhỏ: áp lực đàn hồi tăng dần, độ giãn nở giảm dần.Trẻ nhũ nhi và trẻ nhỏDễ tắc nghẽn đường hô hấp trên và dưới do đường kính đường thở nhỏ hơn nhiều so với của người lớn.Công thở tính theo cân nặng tương tự như người lớn.Tiêu thụ ô xy ở trẻ nhũ nhi (6ml/kg) gấp đôi so với người lớn (3ml/kg)Chuyển hóa cơ bản caoSinh CO2 nhiều hơnNhu cầu thồng khí cao hơn, nhịp thở cao hơnTrẻ nhũ nhi và trẻ nhỏThể tích khí lưu thông cố định do cấu trúc giải phẫuThông khí phế nang trong 1 phút phụ thuộc vào tần số thở nhiều hơn là thể tích khí lưu thông.Dung tích cặn chức năng (FRC) tính theo cân nặng khi trẻ thức tương tự như ở người lớn.Tỷ lệ thông khí phế nang trong 1 phút gấp đôi dung tích cặn chức năng, giảm ô xy nhanh khi FRC giảm do giảm thông khí, ngừng thở etc.Thiếu sợi cơ type I nên cơ hô hấp dễ mệt mỏi.Định luật Poiseuille  R = 8lη/πr4 R sức cản	 l chiều dài	 η độ nhớt  Khi đường kính giảm một nửa, sức cản sẽ tăng lên 16 lầnCarlo, W. A. et al. Pediatrics in Review 1999;20:117-126eCarlo, W. A. et al. Pediatrics in Review 1999;20:117-126e, Các thể tích phổi và cơ động học phổi50% of TLC == 25% TLC= 60 ml/kg trẻ nhũ nhiSau 18 tháng tăng mức người lớn 90 ml/kg khi 5 tuổiĐộ giãn nở của phổi(Compliance)Compliance mô tả tính đàn hồi hoặc khả năng giãn nở (phổi, lồng ngực, hệ hô hấp)Compliance = Volume/ Pressure Độ giãn nở tĩnh(static compliance)Độ giãn nở tĩnh đo khả năng giãn nở thực của hệ thống hô hấp (phổi và thành ngực).Đo khả năng giãn nở của phổi trong trạng thái tĩnh (không có lưu lượng khí đi vào).Static compliance đánh giá độ cứng của phổi và lồng ngựcĐo static compliance ở bệnh nhân thở máy: Cstat= Vt/(Ppl- PEEP)Trong đó: Vt : Thể tích khí lưu thông Ppl : áp lực bình nguyênPEEP: áp lực dương cuối kỳ thở raĐộ giãn nở của hệ hô hấpLà phối hợp độ giãn nở của phổi và của lồng ngực. 1/Cresp= 1/Clung+ 1/C chest wallTrong đó:Cresp compliance của hệ hô hấpClung compliance của phổiC chest wall compliance của lồng ngực* Các tình trạng gây giảm static complianceĐông đặc phổiXẹp thùy phổi hoặc toàn bộ phổiPhù phổiARDSTràn dịch, tràn khí màng phổiBụng chướngBéo phì, gù vẹo cột sống* Các tình trạng gây tăng static complianceỨ khí Mảng sườn di độngMở xương ứcĐộ giãn nở động(Dynamic compliance)Đo khả năng giãn nở của phổi trong trạng thái có lưu lượng khí đi vào.Dynamic compliance đánh giá cả độ cứng của phổi và lồng ngực và sức cản của đường thở.Dynamic compliance giảm khi phổi cứng hoặc tăng sức cản đường thở.Đo dynamic compliance ở bệnh nhân thở máy: Cdyn= Vt/(Ppk- PEEP)Trong đó: Vt : Thể tích khí lưu thông Ppk : áp lực đỉnhPEEP: áp lực dương cuối kỳ thở raNếu cả static compliance và dynamic compliance giảm, nghĩa là phổi trở nên cứng:Phù phổiĐông đặc phổiXẹp phổiTràn dịch màng phổiTràn khí màng phổi Nếu dynamic compliance giảm nhưng static compliance không ảnh hưởng, có nghĩa là đường thở bị tắc nghẽn:Tắc ống nội khí quảnỐng nội khí quản bị gậpCo thắt phế quản. Ở trẻ sơ sinh, compliance của lồng ngực Cw = 3-6 x Compliance của phổi CLTới 9-12 tháng : Cw= CLSức cản (Resistance)Là sức cản luồng khí đi qua đường dẫn khí (đường thở, ống nội khí quản). Là sự thay đổi một đơn vị áp lực với một đơn vị lưu lượng.Resistance = Pressure/ Flow Sức cản đường thở Phụ thuộc vào:Bán kính của đường thở (toàn bộ diện cắt ngang) Chiều dài đường thở, Lưu lượng, Đậm độ và độ nhớt của khí hít vào. Theo định luật Poiseuille’s, bán kính của đường dẫn khí ảnh hưởng lớn tới sức cản đường thở.Trên 90% sức cản đường thở bình thường xuất phát từ những đường dẫn khí có đường kính lớn hơn 2mmTính sức cản đường thở khi thở máy Raw= Ppk-Ppl/VTrong đó Raw: sức cản đường thởPpk: áp lực đỉnhPpl: áp lực bình nguyênV: lưu lượngÁp lực căng giãn (distending pressure) là áp lực cần thiết để cung cấp một thể tích khí lưu thông trong 1 khoảng thời gian. Ptot= Pel + PresPel: là áp lực cần thiết để thắng lại sức đàn hồi của lồng ngực và phổi, độ đàn hồi tỷ lệ nghịch với compliance của hệ hô hấpPres: sức cản đường thở: tổng sức cản của đườn thở + ống NKQ+ dây máy thở. Tỷ lệ thuận với lưu lượng, lưu lượng càng cao thì sức cản càng cao.Hằng số thời gian (time constant)Trong tình trạng bệnh lý, các vùng phổi không đồng nhất có compliance va resistance khác nhau.Các phế nang được làm đầy khí tại những vùng phổi khác nhau.Tốc độ làm đầy phế nang của mỗi một đơn vị phổi được gọi là hằng số thời gianTime constant = resistance x compliance Ví dụ phổi của một trẻ bình thường có compliance là 0.004 L/cm H2O và resistance là 30 cm H2O/L/s sẽ có time constant là 0.12 giây. Thời gian cần thiết để làm đầy/làm sạch 63% của phổi là một time constant, 2 time constant sẽ làm đầy 86%, 3 time constant cho 95% và 4 time constant cho 98%Như vậy cần 5 time constant (tích số của compliance và resistance) là thời gian cần để làm đầy hoặc làm sạch một đơn vị phổi tương ứngCarlo, W. A. et al. Pediatrics in Review 1999;20:117-126eThể tích khoảng chết giải phẫu Phụ thuộc vào lứa tuổiNgười lớn: 2.2 ml/kgTrẻ em: trung bình 1.03 ml/kgTrẻ nhũ nhi: > 3ml/kg Dstotal (ml/kg) = 3.28 - 0.56 [ln(1 + tuổi) (r = 0.95, P=0.0001)(Numa et al, Journal of Applied Physiology 1996 ; 80. 5 1485-1489 )Khoảng chết phế nang: là những phế nang được thông khí nhưng không được tưới máu.Khoảng chết sinh lý: Là thể tích khí trong hệ hô hấp không tham gia vào quá trình trao đổi khí= khoảng chết giải phẫu+ khoảng chết phế nangThông khí phútThông khí phút (Minute Ventilation) VE là thể tích khí vào và ra khỏi phổi trong 1 phút VE= Vt x t VE: thông khí phút Vt: thể tích khí lưu thông f : tần số thởThông khí phế nangThông khí phế nang là thể tích khí tham gia vào quá trình trao đổi khí trong 1 phút. VA= (Vt-DS) x f VA=VE-VDVE: thông khí phútVD: thể tích khoảng chếtPhổi bình thường	VA= VE-VDDo VD không đáng kể, nên VE gần bằng VAThông khí phút = thông khí phế nang Phổi bệnhVA= VE-VDDo VD là đáng kể, nên VA thấp hơn VEThông khí phế nang < thông khí phútVận chuyển ô xyOxygen transport(Bohr effect)= 27, người lớn (19, trẻ sơ sinhOxygen transportIf SpO2 = 91then = PaO2 = Adult	 	606 months	666 weeks 	55	6 hours 	41 Thank you! Q & A