FANNP 27th National NNP Symposium: Clinical Update … Ventilation Strategies and...K depletion...

17
Baby’s Breath: Ventilation Strategies and Blood Gas Interpretation Karen Wright, PhD, NNP-BC DNP NNP Program Director Rush University, Chicago, IL The speaker has signed a disclosure form and indicated she has no significant financial interest or relationship with the companies or the manufacturer(s) of any commercial product and/or service that will be discussed as part of this presentation. Session Summary This presentation will provide a general overview of oxygenation and ventilation strategies commonly used in neonatal care, as well as a review of blood gas interpretation/manipulation to optimize the neonate’s status. Session Objectives Upon completion of this presentation, the participant will be able to: evaluate blood gas results; recognize the effects of common neonatal therapies for oxygenation and acid-base manipulation; apply the principles of ventilation. Test Questions Participants will be asked questions throughout this presentation. References Brodsky, D. & Martin, C. (2012). Neonatology review: Q & A (3 rd ed.). Wolters-Kluwer. Cummings, J. J., Polin, R. A. & Committee on Fetus and Newborn, American Academy of Pediatrics (2016). Noninvasive respiratory support. Pediatrics, 137. Donn, S. M. & Sinha, S. K. (2006). Minimising ventilator induced lung injury in preterm infants. Archives of Disease in Childhood, Fetal Neonatal Edition, 91, F226. Fisher, M. J. (2008). Mechanical ventilation made easy (2nd ed.). Michael J. Fisher publisher. Goldsmith, J. & Karotkin, E. (2004). Assisted ventilation of the neonate (4th ed.). Philadelphia, PA: W. B Saunders. Gomella, T. L. (2013). Neonatology: Management, procedures, on-call problems, diseases, and drugs (7th ed.). New York: McGraw-Hill. Kenner, C. & Lott, J. W. (2009). Comprehensive neonatal care: An interdisciplinary approach (4th ed.). St. Louis, MO: Saunders Elsevier. Salvo, V., Lista, G., Lupo, E., et al. (2015). Noninvasive ventilation strategies for early treatment of RDS in preterm infants: An RCT. Pediatrics, 135: 444. B13 FANNP 27th National NNP Symposium: Clinical Update and Review B13: Baby's Breath: Ventilation Strategies and Blod Gas Interpretation Page 1 of 17

Transcript of FANNP 27th National NNP Symposium: Clinical Update … Ventilation Strategies and...K depletion...

Baby’s Breath: Ventilation Strategies and Blood Gas Interpretation Karen Wright, PhD, NNP-BC DNP NNP Program Director Rush University, Chicago, IL

The speaker has signed a disclosure form and indicated she has no significant financial interest or relationship with the companies or the manufacturer(s) of any commercial product and/or service that will be discussed as part of this presentation.

Session Summary This presentation will provide a general overview of oxygenation and ventilation strategies commonly used in neonatal care, as well as a review of blood gas interpretation/manipulation to optimize the neonate’s status.

Session Objectives Upon completion of this presentation, the participant will be able to:

evaluate blood gas results;

recognize the effects of common neonatal therapies for oxygenation and acid-base manipulation;

apply the principles of ventilation.

Test Questions Participants will be asked questions throughout this presentation. 

References Brodsky, D. & Martin, C. (2012). Neonatology review: Q & A (3rd ed.). Wolters-Kluwer.

Cummings, J. J., Polin, R. A. & Committee on Fetus and Newborn, American Academy of Pediatrics (2016). Noninvasive respiratory support. Pediatrics, 137.

Donn, S. M. & Sinha, S. K. (2006). Minimising ventilator induced lung injury in preterm infants. Archives of Disease in Childhood, Fetal Neonatal Edition, 91, F226.

Fisher, M. J. (2008). Mechanical ventilation made easy (2nd ed.). Michael J. Fisher publisher.

Goldsmith, J. & Karotkin, E. (2004). Assisted ventilation of the neonate (4th ed.). Philadelphia, PA: W. B Saunders.

Gomella, T. L. (2013). Neonatology: Management, procedures, on-call problems, diseases, and drugs (7th ed.). New York: McGraw-Hill.

Kenner, C. & Lott, J. W. (2009). Comprehensive neonatal care: An interdisciplinary approach (4th ed.). St. Louis, MO: Saunders Elsevier.

Salvo, V., Lista, G., Lupo, E., et al. (2015). Noninvasive ventilation strategies for early treatment of RDS in preterm infants: An RCT. Pediatrics, 135: 444.

B13 FANNP 27th National NNP Symposium: Clinical Update and Review

B13: Baby's Breath: Ventilation Strategies and Blod Gas Interpretation Page 1 of 17

• The continuum of respiratory management

• Ventilation strategies  

    

Baby’s Breath: Ventilation Strategies and Blood Gas 

Interpretation  

Karen Wright PhD, NNP‐BC 

Rush University  Chicago,  IL 

[email protected] 

Disclaimers  1. I have no financial interests to disclose 

2. I hope that this presentation is helpful and that informs learning and study. But I have no idea what the NCC will specially ask you. That said, physiology is crucial to understanding diagnostics and management. 

 

           

Objectives of This Lecture  

Upon completion of this presentation, the participant will be able to: 

1.   Evaluate blood gas results 

2.   Recognize the effects of common neonatal therapies for oxygenation and acid‐base manipulation 

3.   Apply the principles of ventilation 

3 Primary Topics  Part 1 Transition and Resuscitation 

Part 2 Blood gas interpretation 

Part 3 Ventilation 

             

 Module Contents 

 • Assessment, diagnosis and clinical presentation of respiratory distress 

• Clearance of fetal lung fluid and transition from fetal to neonatal breathing 

• Umbilical cord blood gas analysis 

• Clinical Interpretation of ABGs 

Consider becoming an NRP Instructor 

FANNP 27th National NNP Symposium: Clinical Update and Review

B13: Baby's Breath: Ventilation Strategies and Blod Gas Interpretation Page 2 of 17

 

   

Birth Transition  

• Physiology of respiratory changes at birth 

• The benefits of labor 

• Water channels of the fetal lung 

Physiologic Changes at Birth 

Umbilical Vessels‐ Immediately after clamping 

• constrict in response to stretching and increased O2 content at delivery 

• Low resistance placental vascular bed removed from circulation 

• Increased SVR • Reduction of blood flow along the ductus venosus (passive closure 3‐7days) 

Lung expansion: 

Drops pulmonary vascular resistance 

Increase in blood returning to the LA 

           

Clearance of Fetal Lung Fluid  

• Physiologic considerations 

• Delayed clearance of fetal lung fluid 

• Enhanced clearance 

Presentation of Respiratory Distress  • Chest retractions 

• Nasal Flaring 

• Grunting 

• Nasal Flaring 

• Accessory Respiratory Muscles 

• Apnea 

• Gasping 

           

 Apgar Scoring and Delivery Room Assessment 

 • Measuring heart rate in the 21st century 

• Treating primary and secondary apnea 

• Suctioning in the delivery room 

FANNP 27th National NNP Symposium: Clinical Update and Review

B13: Baby's Breath: Ventilation Strategies and Blod Gas Interpretation Page 3 of 17

artery, or posterior tibial arteries 

• May be pre or post ductal 

• Consider the site/source of the blood gas, oxygen level, and pulse oximetry 

 

   

Of the following, which anion/cation is actively  transported across  the pulmonary  epithelial  cells  to induce  fetal  lung fluid absorption  prior to delivery? 

 A.   Bicarbonate 

B.   Chloride C.   

Hydrogen D.  

Potassium E.   

Sodium 

           

 Blood gases 

 • Measure oxygenation and ventilation 

• Invasive or noninvasive 

• Arterial, venous, or capillary 

• Umbilical cord or from the neonate 

• Pre or post‐ductal 

• May be used for further calculations 

Umbilical Cord (Fetal) Gases 

           

Arterial Blood Gases  

• Most accepted measure of respiratory status 

• Invasive – either indwelling or accessed 

• Umbilical artery, either radial 

FANNP 27th National NNP Symposium: Clinical Update and Review

B13: Baby's Breath: Ventilation Strategies and Blod Gas Interpretation Page 4 of 17

 

   

Venous Blood Gases  

• Analysis is the same 

• Interpreted differently 

• pH slightly lower 

• pCO2 slightly higher 

• pO2 is of no use  

             

The tip of the UAC lies in the     and the UVC in the    . 

 A. Ductus arteriosis and ductus venosus 

B.  Right atrium and right ventricle 

C. Aorta and inferior vena cava                

Capillary Blood Gases  

• Blood is arterialized by warming the heel 

• pH is slightly lower than arterial 

• pCo2 is slightly higher 

• pO2 no value 

Ensure No Air Bubbles. Syringe must be sealed immediately after withdrawing sample.

• Contact with AIR BUBBLES Air bubble = PO2 150 mm Hg , PCO2 0 mm Hg Air Bubble + Blood = PO2 PCO2

 ABG Syringe must be transported at the earliest to the

laboratory for EARLY analysis via COLD CHAIN

FANNP 27th National NNP Symposium: Clinical Update and Review

B13: Baby's Breath: Ventilation Strategies and Blod Gas Interpretation Page 5 of 17

 

  < 28 weeks’

GA

28-40 weeks’

GA

Term with PPHN

Infant with BPD

pH ≥ 7.25 ≥ 7.25  7.30-7.50

 7.35-7.45

PaCO2 45-55 45-55  

30-40  

55-65

PaO 45-65 50-70  

80-120  

50-80 2

  

 STEP 0 • Is this ABG Authentic?

STEP 1 • ACIDEMIA or ALKALEMIA? STEP 2

• RESPIRATORY or METABOLIC? STEP 3 • If

Respiratory – ACUTE or CHRONIC? STEP 4 • Is

COMPENSATION adequate?

STEP 5 • If METABOLIC – ANION GAP?

 

STEP 6 • If High gap Metabolic Acidosis–

ABG – Procedure and Precautions Site- (Ideally) Radial Artery

Brachial Artery

Femoral Artery

 Ideally - Pre-heparinized ABG syringes

- Syringe should be FLUSHED with 0.5ml of 1:1000 Heparin solution and emptied.

DO NOT LEAVE EXCESSIVE HEPARIN IN THE SYRINGE

 HEPARIN DILUTIONAL HCO3

EFFECT PCO2

Only small 0.5ml Heparin for flushing and discard it Syringes must have > 50% blood. Use only 2ml or

less syringe.  

         

Components of the BG  

Measured Values: 

pH PaCO2 

PaO2 

 Calculated Values 

HCO2 

O2 Sat 

BE 

Acidic Blood 

          

 Target Blood Gas in Neonates 

  

Blood Gas  

 Oxygenation Ventilation Acid-Base

 PaO2

SaO2

 PCO2

pH HCO3-BE

 * Goldsmith and Karotkin, Assisted Ventilation of the Neonate, 4th edition, Saunders

FANNP 27th National NNP Symposium: Clinical Update and Review

B13: Baby's Breath: Ventilation Strategies and Blod Gas Interpretation Page 6 of 17

 

   

3 Types of Acid‐Base Disorders  

• Primary acid‐base disorders 

  

• Compensation 

  

• Mixed acid‐base disorders 

Indications for a Blood Gas  • Assessment of ventilation and oxygenation status in patients with respiratory disease 

 • Assessment of acid‐base imbalance in sepsis, metabolic, and renal diseases 

          

 Determining Acid‐Base Balance  Differential Diagnosis for Metabolic Acidosis 

 

Condition  Primary Disturbance      Compensation 

 Metabolic Alkalosis  Increased HCO3  Increased PaCO2 

 Respiratory Alkalosis  Decreased PaCO2  Decreased HCO3 

• Common causes  

• Sepsis • NEC • Hypothermia or cold stress • Asphyxia • GI losses • IEM 

 • IVH 

• PDA 

• Shock 

• Iatrogenic 

• Medications 

• Renal Failure 

           

 Differential Diagnosis for Metabolic Alkalosis  Differential Diagnosis for Respiratory Acidosis 

 • Common 

Excess alkali administration 

K depletion 

Prolonged NG sx or vomiting 

Diuretic therapy 

 • Less common 

Pyloric Stenosis 

 • Usually caused by insufficient alveolar ventilation secondary to lung disease 

• Examples – Asphyxia, apnea, upper airway obstruction, RDS, PIE, pneumothorax 

FANNP 27th National NNP Symposium: Clinical Update and Review

B13: Baby's Breath: Ventilation Strategies and Blod Gas Interpretation Page 7 of 17

• Airway: e.g. laryngeal edema, severe micrognathia 

• Lungs: e.g. RDS, pneumonia 

• CNS: respiratory depression due to medications, CNS infection, hemorrhage, etc. 

• Iatrogenic: for ventilated babies • Hyperventilation: e.g. urea cycle disorders  

   

Differential Diagnosis for Respiratory Alkalosis  

• Hyperventilation of the alveolus leading to carbonic acid deficiency – iatrogenic 

• Air bubble in the syringe 

• Diseases: CNS, response to hypoxia, maternal heroin addiction 

Mixed Metabolic/Respiratory Acidosis  Severe respiratory disease with hypercapnia with hypoxia – lactic acid build‐up and metabolic disease 

              

 Hypoxia 

 • ↓ PaO2 

• ↓ O2 Saturation 

• Causes: • Respiratory: RDS, Pneumonia 

• Cardiac: Cyanotic CHD, CHF • Abnormal Hemoglobins 

Primary Acid Base Disorders  • One of the four acid‐base disturbances that is manifested by an initial 

change in HCO3‐ or PaCO2 

• Types: 

• Respiratory acidosis 

• Respiratory alkalosis 

• Metabolic acidosis 

• Metabolic alkalosis 

            

Respiratory Acidosis  

• A primary disorder where the first change is an elevation of PaCO2 resulting in decreased pH. 

• Causes: 

Respiratory Alkalosis  • A primary disorder where the first change is a lowering of PaCO2, resulting in an elevated pH 

• Rare in neonates 

• Causes: 

FANNP 27th National NNP Symposium: Clinical Update and Review

B13: Baby's Breath: Ventilation Strategies and Blod Gas Interpretation Page 8 of 17

 

3

   

Metabolic Acidosis  

• A primary acid‐base disorder where the first change is a lowering of HCO  ‐, resulting in decreased pH 

• Causes: • Dehydration • Shock • Sepsis • Metabolic disorders 

Metabolic Alkalosis  • A primary acid‐base disorder where the first change is an elevation of HCO3‐, resulting in increased pH. 

• Causes: • Iatrogenic: loop diuretics • Rare diseases: cystic fibrosis, congenital chloride diarrhea 

            

 Compensation 

 • The body tries to overcome either a respiratory or metabolic dysfunction in an attempt to return the pH into the normal range. 

• For respiratory disorders (i.e. resp. acidosis or alkalosis) the body develops metabolic compensation through the kidney (i.e. HCO3) 

• For metabolic disorders (i.e. metabolic acidosis or alkalosis) the body develops respiratory compensation through the lungs (i.e. CO2) 

Mixed Acid‐Base Disorders  • Combination of two primary acid‐base disorder with different range of compensation. 

• Usually happen in patients with chronic diseases or multiple primary pathologies 

             

 Source of ABG error   Steps to ABG Interpretation 

 Step One: 

Assess the pH to determine if the blood is within normal range, alkalotic or acidotic. If it is above 7.45, the blood is alkalotic. If it is below 7.35, the blood is acidotic. 

FANNP 27th National NNP Symposium: Clinical Update and Review

B13: Baby's Breath: Ventilation Strategies and Blod Gas Interpretation Page 9 of 17

120 ml/kg/d and furosemide was given 1.2 mg q12 hrs. 

• ABG: pH=7.47, PCO2=40, PO2=60, HCO3=30, SaO2=92% 

 

   

Steps to ABG Interpretation  

Step Two: 

If the blood is alkalotic or acidotic, we now need to determine if it is caused primarily by a respiratory or metabolic problem. To do this, assess the PaCO2 level. Remember that with a respiratory problem, as the pH decreases below 7.35, the PaCO2 should rise. If the pH rises above 7.45, the PaCO2 should fall. Compare the pH and the PaCO2 values. If pH and PaCO2 are indeed moving in opposite directions, then the problem is primarily respiratory in nature. 

Steps to ABG Interpretation  Step Three 

Assess the HCO3 value. Recall that with a metabolic problem, normally as the pH increases, the HCO3 should also increase. Likewise, as the pH decreases, so should the HCO3. Compare the two values. If they are moving in the same direction, then the problem is primarily metabolic in nature. 

              

Example 1   Baby boy, 28 wks GA, admitted 3 hrs ago, intubated initially, given surfactant, then extubated immediately to nasal CPAP, pressure 5 cm H2O, FiO2 0.5. 

• ABG now: pH=7.20, PCO2=68, PO2=40, 

Example 2   Baby girl, born at term by emergency CS, because of cord prolapse and severe fetal distress. She was flat, needed thorough resuscitation (intubation, UVC, 2 doses of epinephrine) 

• Now she is 6 hrs old, ventilated, FiO  0.3, HCO3=22, SaO2=85% 

• Interpret above blood gas 

and had focal seizure. 

• ABG: pH=7.15, PCO2=30, PO2=60, HCO3=6, SaO2=92% 

• Interpret above blood gas 

            

Example 3  

• Hundred day‐old baby girl, was born at 27 wks GA, had stormy course. 

• Now she is on NC 1 LPM, FiO2 0.3 

• ABG: pH=7.34, PCO2=65, PO2=60, HCO3=33, SaO2=92% 

• Interpret above blood gas 

Example 4   • Seven day‐old, baby boy, born at 29 wks GA. 

• He had large PDA, led to pulmonary hemorrhage, which treated conservatively. 

• Indomethacin cannot begiven because of Lt side grade 4 IVH, TFI was restricted to 

FANNP 27th National NNP Symposium: Clinical Update and Review

B13: Baby's Breath: Ventilation Strategies and Blod Gas Interpretation Page 10 of 17

 

   

Example 6  

If the pH is 7.23, the PaCO2 is 50, and the HCO3 is 24, what is the likely diagnosis? 

 RESPIRATORY ACIDOSIS 

Example 7  If the pH is 7.49, the PaCO2 is 25, and the HCO3 is 22 what is the likely diagnosis? 

 RESPIRATORY ALKALOSIS 

              

 Example 8 

 If the pH is 7.56, the PaCO2 is 39, and the HCO3 is 38, what is the likely diagnosis? 

 METABOLIC ALKALOSIS 

Example 9  If the pH is 7.35, the PaCO2 is 25, and the HCO3 is 9, what is the likely diagnosis? 

 COMPENSATED METABOLIC ACIDOSIS 

               

Continuous Positive Airway Pressure 

 • Gregory et al in 1971.  applied CPAP in RDS – used ETT CPAP initally 

• Applied nasally, since most newborns are obligate nasal breathers. 

• At the same time, the mouth acts as a pressure relief valve if the applied pressure is too high. 

 

Example 10  If the pH is 7.30, the PaCO2 is 25, and the HCO3 is 9, what is the likely diagnosis? 

 Partially Compensated Metabolic Acidosis 

FANNP 27th National NNP Symposium: Clinical Update and Review

B13: Baby's Breath: Ventilation Strategies and Blod Gas Interpretation Page 11 of 17

 

   

Oxygen use and Pulse oximetry  

• The evolution of pulse oximetry 

• How does pulse oximetry work? 

• Oxygen targeting 

• Newborn Resuscitation Algorithm 

• ROP 

Oxygen Terms  Oxygen Content ‐ sum of the quantity of oxygen bound to hemoglobin plus the amount of free oxygen dissolved in the blood 

Oxygen Delivery ‐ amount of oxygen transported from the lungs to the microcirculation‐ depends upon the cardiac output and blood O2 

Oxygen consumption — part of cardiac output; cannot be calculated 

              

Oxygen administration  

 • Low‐flow cannula – difficult to calculate concentration (very low); limited ability to humidify 

 • High‐flow cannula‐heated and  humidified; similar to CPAP; do not require a prong seal; probably washes out CO2 

‐heated and humidified 

‐ may be a reasonable alternative to CPAP 

 

Assisted Ventilation 

            

Non‐invasive Assisted Ventilation – 2 types  

1.   CPAP (single‐level pressure support) and High Flow Nasal Cannula 

Non‐invasive Assisted Ventilation – 2 types  2. Bi‐level  positive  airway pressure  (NIPPV) 

FANNP 27th National NNP Symposium: Clinical Update and Review

B13: Baby's Breath: Ventilation Strategies and Blod Gas Interpretation Page 12 of 17

 

Nasal Septal Erosion or Necrosis

 •     This  is preventable when using appropriate  sized prongs  that are 

correctly positioned. 

Pneumothorax  •    Usually occurs  in acute phase. •     It is uncommon  (<5%). •     It usually  results from the underlying  disease process  rather  than 

positive pressure alone. 

•     It is not a contraindication to the use of CPAP. 

Abdominal Distension from Swallowing Air

 •     This  is benign •     Easily reduced with gastric drainage  or aspiration 

Nasal obstruction

 •     From  improper  prong placement or  inadequate  airway care 

   

Physiology and Advantages of CPAP  

•  Prevents alveolar collapse by maintaining alveolar inflation 

• Regular pattern of breathing in preterm infants. 

• Reduces thoracic distortion from over‐ventilation 

• Stabilizes the chest wall, splinting the airway 

• Splints the diaphragm, decreasing obstructive apnea, and enhancing 

surfactant release 

• Minimizes complications from mechanical ventilation 

• Can be bubble or ventilator derived 

Indications for CPAP  Delivery  room resuscitation 

Management  of RDS 

Postextubation support 

Apnea 

Mild upper airway obstruction 

           

Complications of CPAP  Which of the following is most accurate about the effects of CPAP? 

A.  Increases  total airway resistance 

B.  Increases  lung compliance 

C.  Increases  functional  residual capacity 

D. Limits gas exchange              

 Introduction 

 

  

Part 3 Modes of Neonatal Ventilation • Introduced in the 1960s 

• Contributed to increased infant survival 

• Also causes chronic lung injury and BPD 

• Important to strategize neonatal ventilation to minimize lung damage 

FANNP 27th National NNP Symposium: Clinical Update and Review

B13: Baby's Breath: Ventilation Strategies and Blod Gas Interpretation Page 13 of 17

mandatory or triggered by the patient 

• Inspiratory/Expiratory Times 

• PEEP Goal of new ventilator design – to decrease lung injury 

   

Ideal Mode of Ventilation 

 • Delivers a breath that: 

‐synchronizes with the patient’s breath 

‐ allows spontaneous respiratory effort 

• Maintains adequate and consistent tidal volume and minute ventilation at low airway pressures 

• Responds to rapid changes in pulmonary mechanics or patient demand 

• Provides the lowest possible WOB 

 

Advantages of Mechanical Ventilation  1.   Improves gas exchange, primarily by lung recruitment to 

improve ventilation/perfusion (V/Q) matching 

 2.   Decreases work of breathing – saves energy 

 3.   Provide adequate minute ventilation (carbon dioxide removal) infants with respiratory depression or apnea 

**Focus now is to prevent BPD 

            

Indications for Ventilation  

• Respiratory acidosis ‐ arterial pH <7.2 and PaCO2 >60 to 65 mmHg. 

• Hypoxia ‐arterial PaO2 <50 mmHg despite oxygen supplementation or FiO2 exceeds 40 percent on nasal 

• Severe apnea • Respiratory distress syndrome (RDS) 

• Apnea due to prematurity or perinatal depression 

• Infection – Sepsis and/or pneumonia • Postoperative recovery • Persistent pulmonary hypertension 

• Meconium aspiration syndrome • Congenital pulmonary and cardiac anomalies, such as congenital diaphragmatic hernia 

2 Types of Ventilation  Conventional mechanical ventilation (CMV) involves intermittent exchange of gas, which are similar in volume to physiologic tidal volume 

‐ CMV, the minute ventilation is the product of frequency of breaths and tidal volume. 

‐ Ventilator or patient triggered 

‐TV is pressure or volume controlled or pressure controlled 

High‐frequency ventilation (HFV) delivery of small volumes of respiratory gas at a rapid rate (300 to 1500 breaths per minute) 

‐Minute ventilation is the product of frequency of breaths and the square of the tidal volume. 

           

Conventional Ventilation  

• Most common type of neonatal ventilation is time‐cycled pressure‐ limited – baby can breathe at any time 

 • Pressure from gas is regulated in 2 ways: 

• Time‐cycled 

• Pressure‐cycled 

Settings  • FIO2 • Regulation of gas flow 

pressure‐limited‐  tidal volume delivered will fluctuate depending on the lung compliance of the patient. 

volume‐controlled ‐ pressure needed to deliver a targeted tidal volume will vary depending on lung compliance 

• Initiation of Breaths 

FANNP 27th National NNP Symposium: Clinical Update and Review

B13: Baby's Breath: Ventilation Strategies and Blod Gas Interpretation Page 14 of 17

 

   

SIMV  

• Thought  to improve patient comfort, not much change in outcome 

• Provides mechanical  synchronized  breaths synchronized with spontaneous  breaths 

• Rate  is set lower than spontaneous  rate – allows additional breaths by baby 

• PEEP with every breath 

Assist Control  • Ventilator  delivers a breath each time the patient's inspiratory  effort exceeds  the preset 

• IT and PIP or TV are set 

• Minimum  ventilator  rate set in case spontaneous  rate 

 

           

PSV – Pressure Support Ventilation  

• Patient determines the rate/ I:E ratio 

• PIP is a ventilator setting • Inspiratory flow rate is flow limited 

• PSV + SIMV = ↓ WOB 

NAVA  • Neutrally‐adjusted ventilator assist (NAVA) 

• uses electrical activity from the diaphragm recorded by a specialized nasogastric tube in the lower esophagus 

• Synchronizes mechanical ventilator breaths 

• ↓s PIP 

• NAVA can be noninvasive nasal intermittent positive pressure ventilation (NIPPV) without endotracheal intubation and appears 

           

 High-Frequency Ventilation

 

 HFV is a radical departure from standard, conventional mechanical ventilation. 

There are several types of HFV devices, including (HFJV), HFOV, and hybrids. 

The rationale for HFV is that the provision of tiny gas volumes at rapid rates results in much lower alveolar pressure 

FANNP 27th National NNP Symposium: Clinical Update and Review

B13: Baby's Breath: Ventilation Strategies and Blod Gas Interpretation Page 15 of 17

 

    

High‐Frequency Ventilation  

• MAP provides a constant distending pressure equivalent to CPAP. 

 • This inflates the lung to a constant and optimal lung volume maximizing the area for gas exchange and preventing alveolar collapse in the expiratory phase. 

Indications for high frequency ventilation  include 

 1.Rescue following failure of conventional ventilation (PPHS, MAS) 

 2. Air leak syndromes (pneumothorax, pulmonary interstitial emphysema) 

 3.To reduce barotrauma when conventional ventilator settings are high 

             Terminology 

 Frequency 

High frequency ventilation rate (Hz, cycles per second) 

MAP 

Mean airway pressure (cmH2O) 

Amplitude 

delta P or power is the variation around the MAP 

Oxygenation is dependent on MAP and FiO2 

 

High Frequency Ventilation  • Ventilation is dependent on amplitude and to lesser degree frequency. 

 • Thus when using HFV CO2 elimination and oxygenation are independent. 

            Adjusting HFV Settings 

 Poor

Oxygenation Over

OxygenationUnder

Ventilation Over

Ventilation

Increase FiO2 Decrease FiO2 Increase

Amplitude Decrease Amplitude

 Increase MAP (1-2cmH2O)

 Decrease MAP (1-2cmH2O)

Decrease Frequency (1-2Hz)

if Amplitude Maximal

Increase Frequency (1-2Hz)

if Amplitude Minimal

FANNP 27th National NNP Symposium: Clinical Update and Review

B13: Baby's Breath: Ventilation Strategies and Blod Gas Interpretation Page 16 of 17

 

 

   

HFOV vs HFJV  

• HFOV  ‐ small tidal volumes by oscillating air movements at frequencies of 600 to 900 breaths per minute (10 to 15 Hz) 

 • HFJV ‐ time‐cycled, pressure‐limited, constant gas flow interrupters that are used in parallel with a conventional ventilator, with PEEP and rate (sigh breaths); usually 420 breaths per minute 

Which ventilator settings are determinants of oxygenation? 

A. Positive end expiratory pressure (PEEP) 

B.  Peek  inspiratory pressure (PIP) 

C.  Inspiratory  time 

D. Frequency 

E.  Gas flow rate 

F.  All of the above            An infant is born at 32 weeks gestational age. At 5 hours of life the baby has worsening tachypnea, nasal flaring, grunting, and central cyanosis. The X‐ray is below. 

 

The infant describe most likely has:  A.   Aspiration 

B.   Congenital heart disease 

C.  Meconium Aspiration Syndrome 

D.  Respiratory Distress Syndrome 

E.   Transient Tachypnea of the Newborn 

FANNP 27th National NNP Symposium: Clinical Update and Review

B13: Baby's Breath: Ventilation Strategies and Blod Gas Interpretation Page 17 of 17