Leak compensation in positive pressure ventilators: a lung model study

Abstract

Leak compensating abilities of six different positive pressure ventilators commonly used to deliver noninvasive positive pressure ventilation, including the bilevel positive airway pressure (BiPAP) S/T-D and Quantum (Respironics Inc, Murrysville, PA, USA), 335 and O'NYX (Mallinckrodt Inc, St Louis, MO, USA), PLV 102 (Respironics), and Siemens Servo 900C (Siemens Inc, Danvers, MA, USA).Using a test lung model, compensatory capabilities of the ventilators were tested for smaller and larger leaks using the assist/control or timed modes. Back-up rate was 20·min−1, inspiratory pressure was 18 cmH2O, and expiratory pressure was 5 cmH2O.It was found that even in the absence of air leaking, delivered tidal volume differed substantially between the ventilators during use of pressure-targeted modes, depending on inspiratory flows, inaccuracies in setversusdelivered pressures, and inspiratory duration. Also during pressure-targeted ventilation, increasing thetI/ttotup to, but not beyond, 0.5 improved compensation by lengthening inspiratory duration, whereas use of a sensitive flow trigger setting tended to cause autocycling during leaking, interfering with compensation. Leaking interfered with cycling of the BiPAP S/T, inverting the I:E ratio, shortening expiratory time, and reducing delivered tidal volume. Volume-targeted modes achieved limited compensation for small air leaks, but compensated poorly for large leaks.To conclude, leak-compensating capabilities differ markedly between ventilators but pressure-targeted ventilators are preferred for noninvasive positive pressure ventilation in patients with substantial air leaking. Adequate inspiratory flows and durations should be used, triggering sensitivity should be adjusted to prevent autocycling, and a mechanism should be available to limit inspiratory time and avoid I:E ratio inversion.

Comparison of Noninvasive Mechanical Ventilation Volume Assured Pressure Support Mode With Manual Pressure Support in Acute Respiratory Failure of Chronic Obstructive Pulmonary Disease

“…Ancak çalışmalar maske kaçaklarından hasta ventilasyonunun %50'ye kadar düşebilece-ğini göstermiştir; ayrıca uyku sırasında ventilasyonda azalma da olabilmektedir. 26,27 Ayrıca basınç ayarlı NIMV maske kaçakları iyi tolere edilir ama inspiratuar basınç hasta eforuna, akciğer kompliyansı ve hava yolu rezistansına bağlı olarak ventilasyonda değişikliklere neden olabilir. [26][27][28][29] Laboratuvarda yapılan model çalışmalarında, pozitif basınçlı ventilatörlerde kaçak kompansasyonu, hastaya verilen tidal volüm ve ayarlanan basınçlar incelendiğinde, ventilatörler arasında farklılıklar olduğu görülmüştür.…”

“…26,27 Ayrıca basınç ayarlı NIMV maske kaçakları iyi tolere edilir ama inspiratuar basınç hasta eforuna, akciğer kompliyansı ve hava yolu rezistansına bağlı olarak ventilasyonda değişikliklere neden olabilir. [26][27][28][29] Laboratuvarda yapılan model çalışmalarında, pozitif basınçlı ventilatörlerde kaçak kompansasyonu, hastaya verilen tidal volüm ve ayarlanan basınçlar incelendiğinde, ventilatörler arasında farklılıklar olduğu görülmüştür. 26,27 Hasta uyanıkken ayarlanan tolere edebileceği basınç desteği, hasta uyurken noktürnal hipoventilasyonu kontrol etmeyebilir.…”

“…[26][27][28][29] Laboratuvarda yapılan model çalışmalarında, pozitif basınçlı ventilatörlerde kaçak kompansasyonu, hastaya verilen tidal volüm ve ayarlanan basınçlar incelendiğinde, ventilatörler arasında farklılıklar olduğu görülmüştür. 26,27 Hasta uyanıkken ayarlanan tolere edebileceği basınç desteği, hasta uyurken noktürnal hipoventilasyonu kontrol etmeyebilir. 32 Ayrıca yüksek basınçlar bazı hastalar tarafından tolere edilemeyebilir.…”

Patient-Ventilator Interaction During Noninvasive Ventilation in Simulated COPD

“…Pressure support was set to 5 and 15 cm H 2 O. Cycling was set to 10, 20, 30, 40, 50, 60, and 70% peak flow, and these were partially grouped as low (10 and 20%), medium (30,40, and 50%), and high (60 and 70%) cycling criteria.…”

An overnight comparison of two ventilators used in the treatment of chronic respiratory failure

“…There are no differences between these two modes when comparing the improvements seen in gas exchange in patients with chronic [6,7] or acute [8] respiratory failure. It has been argued that pressure preset ventilation has the advantage of leak compensation [9,10], and some patients who fail on a volume preset device may benefit from changing the ventilator [11]. However, in a study of patients well treated on a volume preset ventilator, a proportion deteriorated when tried on pressure preset ventilation [12].…”