CRK – Intensive care unit Loranne den Otter
Physiotherapy in ICU – Scheppens
Basics of mechanical ventilation
1. Respiratory support
Sommige mensen hebben een artificiële tube nodig, waarom? -> 2 redenen
Reasons Solution
The airway Total or partial obstruction Artificial airway
The lung Hypoxemic respiratory failure Oxygen therapy or MV
Longen zijn te ziek -> te weinig O2
Hypercapnic respiratory failure Mechanical ventilation
Genoeg O2 maar de spieren zijn niet Sp zijn te moe, extra O2 geven zou dus
sterk genoeg om CO2 eruit te krijgen niet werken
Artificial airway + mechanical ventilation = invasive mechanical ventilation
▪ NPV (negative pressure)
– = decrease pressure outside of the patient
▪ PPV (positive pressure)
– invasive
– noninvasive
▪ HFV (high frequency) deze gaan we niet bespreken
– HFPPV
– Jet V
– HFOV
1.1. Negative pressure ventilation
1.1.1. How does the lung inflate?
Transpulmonary pressure (PL) = airway pressure (Paw) – pleural pressure (Ppl)
2 manieren om het volume in je longen te veranderen
▪ Verandering in druk (transpulmonary pressure: verschil in druk binnen en buiten)
▪ Inspiratie: borst uitzetten, diafragma laten dalen -> druk daalt => lucht komt inwaarts
▪ Atelectase: lower part collaps (witte delen) dorsale regio heeft geen O2
– PPL is hoogste waar de Fz inwerkt
– PL: hoger in dependent region
Om negative pressure ventilation goed te begrijpen is het belangrijk om te weten hoe een
long opblaast
Waarbij een daling van de pleurale druk de transpulmonaire druk doet stijgen.
,CRK – Intensive care unit Loranne den Otter
1.1.2. History
▪ duur, groot en zware metale cilinders
▪ ze verlagen de druk in de cilinder -> longen zetten uit
▪ het werkt beter bij kinderen omdat hun ‘chest wall’ nog vele flexibeler (compliant) is
1.1.2.1. Kommunehospitalet – copenhagen
▪ hij vond de ICU uit -> bracht verschillende mensen van het ziekenhuis samen die dezelfde
intensieve care nodig hadden
▪ al deze mensen kwamen uit verschillende delen van het ZH, maar hadden allemaal ventilatie
support nodig
1.1.2.2. 1952-1954 – Copenhagen
Iron lungs: decreased intra pleural pressure, maar overgestapt van neg naar de pos
▪ Positive pressure ventilation
– increasing the airway pressure
▪ Polio mortality 87% → 15%
→ historische achtergrond, vanwaar we komen in de ICU
▪ Verschillende soorten ventilators (ppt)
,CRK – Intensive care unit Loranne den Otter
1.2. Positive pressure ventilation – invasive
1.2.1. Basic physiology
1.2.1.1. Lung physiology
Compliance (C)
▪ = de hoeveelheid volume die je kan bereiken met een bepaalde druk
▪ C = Δ V / Δ P (and Δ V = Vt)
▪ so … lower compliance is stiffer lung (thorax)
– or chest wall is tighter
▪ Normal values 50 – 100 mL/cm H2O
Resistance (R)
▪ = hoeveel flow je moet hebben om een bepaalde druk te creëren in de longen
▪ R= Δ P / flow
▪ Airway resistance:
– diameter (Poiseuille)
o dit is het belangrijkste/ meest relevante
o grote diameter -> weinig weerstand voor gewilde volume
o kleine diameter -> veel weerstand dus meer kracht nodig
– laminar/turbulent flow
o laminar = smooth
o Turbulent: negatief effect op tidal volume of pressure van de tube
▪ Normal value 1-8 cmH2O/L/s
Afname van 50% diameter leidt tot een
stijging van 16 als je kijkt naar de weerstand
x-as = tijd
y-as = flow
lage weerstand/druk: hoge flows
hoge weerstand: minder flow je erdoor krijgt
Pressure (P)
▪ PIP Peak inspiratory pressure
– na het stoppen van de inflatie, nog niet het einde van de inspiratie, er is een pauze
▪ Pplat Plateau pressure
– pauze zorgt ervoor dat de druk verdeeld kan worden -> plateau = relevante druk!!
– Pauze na inspiratie: lucht wordt verdeeld door alveoli = relevant.
Als je geen pauze geeft kijk je naar de peak pressure (voor verdeling lucht) wat enkel
info geeft over de lucht in de longen vooraleer deze verdeeld is (irrelevant)
▪ Palv Alveolar pressure
▪ PEEP positive end-expiratory pressure -> Meestal geen 0
▪ Driving pressure = verschil tussen PEEP en plateau
▪ P = flow x resistance + elasticity
, CRK – Intensive care unit Loranne den Otter
1.2.1.2. Mechanical ventilatory support
Conditions that may need intubation:
▪ Respiratory
▪ Neurologic/neuromuscular
▪ Shock – cardiogenic, sepsis, hemorrhagic, traumatic
Decision to intubate:
▪ Clinical exam
– sweating, not feeling well, getting exhausted,…
▪ Blood gas information (Aa gradient, CO2, P/F ratio)
▪ Clinical exam
▪ Clinical exam
▪ → er blijft veel clinical exam aanwezig!
Setting up the ventilator:
▪ Decide on the mode, this is related to diagnosis
– je kan kiezen dat de ventilator luistert naar de P of dat ventilator alles zelf doet
▪ Decide whether oxygenation or ventilation are the issue
▪ Assess patient size and wt. and watch chest movement on the ventilator
– gaat de P er goed met om, is de P comfortabel,...
▪ Setting the different parameters:
– Tidal volume
o bv 500 ml of je kan een druk instellen
– Rate
– FiO2
– PEEP
– PIP
– Inspiratory Time
1.2.2. Types of (invasive positive pressure) ventilation & setting the ventilator
ingedeeld in categoriën
Physiotherapy in ICU – Scheppens
Basics of mechanical ventilation
1. Respiratory support
Sommige mensen hebben een artificiële tube nodig, waarom? -> 2 redenen
Reasons Solution
The airway Total or partial obstruction Artificial airway
The lung Hypoxemic respiratory failure Oxygen therapy or MV
Longen zijn te ziek -> te weinig O2
Hypercapnic respiratory failure Mechanical ventilation
Genoeg O2 maar de spieren zijn niet Sp zijn te moe, extra O2 geven zou dus
sterk genoeg om CO2 eruit te krijgen niet werken
Artificial airway + mechanical ventilation = invasive mechanical ventilation
▪ NPV (negative pressure)
– = decrease pressure outside of the patient
▪ PPV (positive pressure)
– invasive
– noninvasive
▪ HFV (high frequency) deze gaan we niet bespreken
– HFPPV
– Jet V
– HFOV
1.1. Negative pressure ventilation
1.1.1. How does the lung inflate?
Transpulmonary pressure (PL) = airway pressure (Paw) – pleural pressure (Ppl)
2 manieren om het volume in je longen te veranderen
▪ Verandering in druk (transpulmonary pressure: verschil in druk binnen en buiten)
▪ Inspiratie: borst uitzetten, diafragma laten dalen -> druk daalt => lucht komt inwaarts
▪ Atelectase: lower part collaps (witte delen) dorsale regio heeft geen O2
– PPL is hoogste waar de Fz inwerkt
– PL: hoger in dependent region
Om negative pressure ventilation goed te begrijpen is het belangrijk om te weten hoe een
long opblaast
Waarbij een daling van de pleurale druk de transpulmonaire druk doet stijgen.
,CRK – Intensive care unit Loranne den Otter
1.1.2. History
▪ duur, groot en zware metale cilinders
▪ ze verlagen de druk in de cilinder -> longen zetten uit
▪ het werkt beter bij kinderen omdat hun ‘chest wall’ nog vele flexibeler (compliant) is
1.1.2.1. Kommunehospitalet – copenhagen
▪ hij vond de ICU uit -> bracht verschillende mensen van het ziekenhuis samen die dezelfde
intensieve care nodig hadden
▪ al deze mensen kwamen uit verschillende delen van het ZH, maar hadden allemaal ventilatie
support nodig
1.1.2.2. 1952-1954 – Copenhagen
Iron lungs: decreased intra pleural pressure, maar overgestapt van neg naar de pos
▪ Positive pressure ventilation
– increasing the airway pressure
▪ Polio mortality 87% → 15%
→ historische achtergrond, vanwaar we komen in de ICU
▪ Verschillende soorten ventilators (ppt)
,CRK – Intensive care unit Loranne den Otter
1.2. Positive pressure ventilation – invasive
1.2.1. Basic physiology
1.2.1.1. Lung physiology
Compliance (C)
▪ = de hoeveelheid volume die je kan bereiken met een bepaalde druk
▪ C = Δ V / Δ P (and Δ V = Vt)
▪ so … lower compliance is stiffer lung (thorax)
– or chest wall is tighter
▪ Normal values 50 – 100 mL/cm H2O
Resistance (R)
▪ = hoeveel flow je moet hebben om een bepaalde druk te creëren in de longen
▪ R= Δ P / flow
▪ Airway resistance:
– diameter (Poiseuille)
o dit is het belangrijkste/ meest relevante
o grote diameter -> weinig weerstand voor gewilde volume
o kleine diameter -> veel weerstand dus meer kracht nodig
– laminar/turbulent flow
o laminar = smooth
o Turbulent: negatief effect op tidal volume of pressure van de tube
▪ Normal value 1-8 cmH2O/L/s
Afname van 50% diameter leidt tot een
stijging van 16 als je kijkt naar de weerstand
x-as = tijd
y-as = flow
lage weerstand/druk: hoge flows
hoge weerstand: minder flow je erdoor krijgt
Pressure (P)
▪ PIP Peak inspiratory pressure
– na het stoppen van de inflatie, nog niet het einde van de inspiratie, er is een pauze
▪ Pplat Plateau pressure
– pauze zorgt ervoor dat de druk verdeeld kan worden -> plateau = relevante druk!!
– Pauze na inspiratie: lucht wordt verdeeld door alveoli = relevant.
Als je geen pauze geeft kijk je naar de peak pressure (voor verdeling lucht) wat enkel
info geeft over de lucht in de longen vooraleer deze verdeeld is (irrelevant)
▪ Palv Alveolar pressure
▪ PEEP positive end-expiratory pressure -> Meestal geen 0
▪ Driving pressure = verschil tussen PEEP en plateau
▪ P = flow x resistance + elasticity
, CRK – Intensive care unit Loranne den Otter
1.2.1.2. Mechanical ventilatory support
Conditions that may need intubation:
▪ Respiratory
▪ Neurologic/neuromuscular
▪ Shock – cardiogenic, sepsis, hemorrhagic, traumatic
Decision to intubate:
▪ Clinical exam
– sweating, not feeling well, getting exhausted,…
▪ Blood gas information (Aa gradient, CO2, P/F ratio)
▪ Clinical exam
▪ Clinical exam
▪ → er blijft veel clinical exam aanwezig!
Setting up the ventilator:
▪ Decide on the mode, this is related to diagnosis
– je kan kiezen dat de ventilator luistert naar de P of dat ventilator alles zelf doet
▪ Decide whether oxygenation or ventilation are the issue
▪ Assess patient size and wt. and watch chest movement on the ventilator
– gaat de P er goed met om, is de P comfortabel,...
▪ Setting the different parameters:
– Tidal volume
o bv 500 ml of je kan een druk instellen
– Rate
– FiO2
– PEEP
– PIP
– Inspiratory Time
1.2.2. Types of (invasive positive pressure) ventilation & setting the ventilator
ingedeeld in categoriën
