Анализ современных подходов и формализация параметров для управления режимами искусственной вентиляции легких
Работая с сайтом, я даю свое согласие на использование файлов cookie. Это необходимо для нормального функционирования сайта, показа целевой рекламы и анализа трафика. Статистика использования сайта обрабатывается системой Яндекс.Метрика
Научный журнал Моделирование, оптимизация и информационные технологииThe scientific journal Modeling, Optimization and Information Technology
cетевое издание
issn 2310-6018

Анализ современных подходов и формализация параметров для управления режимами искусственной вентиляции легких

idФролов С.В., idСудаков Д.Е., Долгов Е.П. 

УДК 651.471
DOI: 10.26102/2310-6018/2026.56.5.015

  • Аннотация
  • Список литературы
  • Об авторах

Актуальность работы обусловлена высокой потребностью в респираторной поддержке пациентов отделений реанимации и интенсивной терапии (до 50 % больных) и значительным риском вентилятор-ассоциированных повреждений легких (ВАПЛ) при неоптимальных настройках аппарата искусственной вентиляции легких (ИВЛ). Современные аппараты ИВЛ предлагают десятки режимов и более 50 параметров, что создает высокую когнитивную нагрузку на врача и повышает вероятность ошибок. Цель работы – систематизация знаний о современных режимах ИВЛ и формализация ключевых параметров респираторной поддержки для последующего построения интеллектуальных алгоритмов поддержки принятия врачебных решений (СППВР). В работе использованы методы аналитического обзора, классификации, математического моделирования механики дыхания и формализации клинических критериев. Проведен анализ факторов, обосновывающих необходимость СППВР: сложность интерпретации механики дыхания (комплаенс, сопротивление, движущее давление), высокая частота осложнений при ошибках настройки (баротравма у 10–15 % пациентов при давлении плато >30 см H₂O), дефицит времени врача отделения реанимации и интенсивной терапии и нестандартизованная номенклатура режимов у разных производителей. Выполнена классификация режимов ИВЛ по уровню интеллектуализации (от принудительных до полностью автоматизированных) и детально описаны ключевые параметры вентиляции (дыхательный объем, частота, давления, поток, PEEP). Формализованы четыре группы параметров для выбора режима: механика легких (статический комплаенс, сопротивление, давление плато, P0.1, движущее давление), газообмен (PaO₂/FiO₂, PaCO₂, SpO₂), активность пациента (частота дыхания, признаки асинхронии) и гемодинамика (артериальное давление, центральное венозное давление). Предложены конкретные критерии для каждого параметра. Разработана логическая схема выбора режима на основе формализованных параметров. Полученные результаты создают основу для построения продукционной базы знаний СППВР, позволяющей врачу в условиях цейтнота получать обоснованные рекомендации. Дальнейшие исследования должны быть направлены на клиническую валидацию предложенных критериев и разработку объяснимых алгоритмов искусственного интеллекта для персонализации респираторной поддержки.

1. Ларин Е.С., Колышкин В.В. Искусственная вентиляция легких – вчера, сегодня, завтра. Pallium: паллиативная и хосписная помощь. 2019;1(2):46–49.

2. De Prost N., Dreyfuss D. How to Prevent Ventilator-induced Lung Injury? Minerva Anestesiologica. 2012;78(9):1054–1066. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22772855/

3. ARDS Definition Task Force, Ranieri V.M., Rubenfeld G.D., Thompson B.T., et al. Acute respiratory distress syndrome: the Berlin Definition. JAMA. 2012;307(23):2526–2533. https://doi.org/10.1001/jama.2012.5669

4. Matthay M.A., Arabi Y., Arroliga A.C., et al. A New Global Definition of Acute Respiratory Distress Syndrome. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2024;209(1):37–47 https://doi.org/10.1164/rccm.202303-0558WS

5. Singh P.M., Borle A., Trikha A. Newer Nonconventional Modes of Mechanical Ventilation. Journal of Emergencies, Trauma, and Shock. 2014;7(3):222–227. https://doi.org/10.4103/0974-2700.136869

6. Мазурок В.А. Пропорциональная вспомогательная вентиляция. Трансляционная медицина. 2020;7(1):39–52. DOI: https://doi.org/10.18705/2311-4495-2020-7-1-39-52

7. Светлицкая О.И., Кануc И.И. Пути решения проблемы отлучения от искусственной вентиляции легких. Международные обзоры: клиническая практика и здоровье. 2020;(1):22–34.

8. Roberts K.J., Goodfellow L.T., Battey-Muse C.M., et al. AARC Clinical Practice Guideline: Spontaneous Breathing Trials for Liberation From Adult Mechanical Ventilation. Respiratory Care. 2024;69(7):891–901 https://doi.org/10.4187/respcare.11735

9. Fajardo-Campoverdi A., Vargas V., Sepúlveda-Barisich P., et al. Barotrauma: The statistical fallacy. A non-conventional scoping review with Bayesian meta-analysis. Journal of Mechanical Ventilation. 2024;5(4):139–148. https://doi.org/10.53097/JMV.10114

10. Gajic O., Dara S.I., Mendez J.L., et al. Ventilator-associated lung injury in patients without acute lung injury at the onset of mechanical ventilation. Critical Care Medicine. 2004;32(9):1817–1824. https://doi.org/10.1097/01.CCM.0000133019.52531.30

11. Krone M., Seeber C., Nydahl P. Preventing ventilator-associated pneumonia non-pharmacologically. Intensive Care Medicine. 2024;50(12):2185–2187. https://doi.org/10.1007/s00134-024-07696-x

12. Luo M.Z., Zhang X.R., Sun C.Y., et al. Progress in Research on Abnormal Mechanical Behavior of Airway Smooth Muscle Cells in Ventilator-Induced Airway Collapse. Journal of Medical Biomechanics. 2024;39(5). https://doi.org/10.16156/j.1004-7220.2024.05.029

13. Talmor D., Sarge T., O’Donnell C.R., et al. Esophageal and transpulmonary pressures in acute respiratory failure. Critical Care Medicine. 2006;34(5):1389–1394. https://doi.org/10.1097/01.CCM.0000215515.49001.A2

14. Brower R.G., Lanken P.N., MacIntyre N., et al. Higher versus lower positive end-expiratory pressures in patients with the acute respiratory distress syndrome. New England Journal of Medicine. 2004;351(4):327–336. https://doi.org/10.1056/NEJMoa032193

15. Amato M.B., Meade M.O., Slutsky A.S., et al. Driving pressure and survival in the acute respiratory distress syndrome. New England Journal of Medicine. 2015;372(8):747–755. https://doi.org/10.1056/NEJMsa1410639

16. Park K.J. Lung-protective ventilation strategy in acute respiratory distress syndrome: a critical reappraisal of current practice. Critical Care. 2025;29(1). https://doi.org/10.1186/s13054-025-05675-2

17. Sun J., Gao J., Huang Gd. et al. The impact of a lung-protective ventilation mode using transpulmonary driving pressure titrated positive end-expiratory pressure on the prognosis of patients with acute respiratory distress syndrome. Journal of Clinical Monitoring and Computing. 2024;38:1405–1414. https://doi.org/10.1007/s10877-024-01198-3

18. Brunner J.X., Iotti G.A. Adaptive Support Ventilation (ASV). Minerva Anestesiologica. 2002;68(5):365–368.

19. Botta M., Wenstedt E.F.E., Tsonas A.M., et al. Effectiveness, Safety and Efficacy of INTELLIVENT-adaptive Support Ventilation, a Closed-loop Ventilation Mode for Use in ICU Patients – A Systematic Review. Expert Review of Respiratory Medicine. 2021;15(11):1403–1413. https://doi.org/10.1080/17476348.2021.1933450

20. Zou Y., Liu Z., Miao Q., Wu J. A review of intraoperative protective ventilation. Anesthesiology and Perioperative Science. 2024;(2). https://doi.org/10.1007/s44254-023-00048-w

21. Bellani G., Guerra L., Musch G., et al. Lung Regional Metabolic Activity and Gas Volume Changes Induced by Tidal Ventilation in Patients with Acute Lung Injury. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2011;183(9):1193–1199. https://doi.org/10.1164/rccm.201008-1318OC

22. Kacmarek R.M., Wiedemann H.P., Lavin P.T. Partial liquid ventilation in adult patients with acute respiratory distress syndrome. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2006;173(8):882–889. https://doi.org/10.1164/rccm.200508-1196OC

23. Sarkar K., Chaudhury M., Bahinipati P., Das S. Assessment of Diaphragmatic Dysfunction in Mechanically Ventilated Patients with Ultrasonography. Annals of African Medicine. 2024;24(1):22–27. https://doi.org/10.4103/aam.aam_124_23

24. Hohmann F., Fichtner F., Becher T., et al. Clinical Guideline for Treating Acute Respiratory Insufficiency with Invasive Ventilation and Extracorporeal Membrane Oxygenation: Updated Evidence-Based Recommendations for Choosing Modes and Setting Parameters of Mechanical Ventilation. Respiration. URL: https://doi.org/10.1159/000549732 [Accessed 25th March 2026].

25. Morris A.H., Wallace C.J., Menlove R.L., et al. Randomized clinical trial of pressure-controlled inverse ratio ventilation and extracorporeal CO2 removal for adult respiratory distress syndrome. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 1994;149(2):295–305. https://doi.org/10.1164/ajrccm.149.2.8306022

26. Bishop J.F., Murnane M.P., Owen R. Australia's winter with the 2009 pandemic influenza A (H1N1) virus. New England Journal of Medicine. 2009;361(27):2591–2594. https://doi.org/10.1056/NEJMp0910445

27. Combes A., Hajage D., Capellier G., et al. Extracorporeal Membrane Oxygenation for Severe Acute Respiratory Distress Syndrome. New England Journal of Medicine. 2018;378(21):1965–1975. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1800385

28. Narchi H., Chedid F. Neurally Adjusted Ventilator Assist in Very Low Birth Weight Infants: Current Status. World Journal of Methodology. 2015;5(2):62–67. https://doi.org/10.5662/wjm.v5.i2.62

29. Yuan X., Lu X., Chao Y., et al. Neurally Adjusted Ventilatory Assist as a Weaning Mode for Adults with Invasive Mechanical Ventilation: A Systematic Review and Meta-analysis. Critical Care. 2021;25(1):222. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-412802/v1

30. Umbrello M., Antonucci E., Muttini S. Neurally Adjusted Ventilatory Assist in Acute Respiratory Failure – A Narrative Review. Journal of Clinical Medicine. 2022;11(7):1863. https://doi.org/10.3390/jcm11071863

31. Griffiths M.J.D., McAuley D.F., Perkins G.D., et al. Guidelines on the management of acute respiratory distress syndrome. BMJ Open Respiratory Research. 2019;6(1) https://doi.org/10.1136/bmjresp-2019-000420

32. Griffiths M., Meade S., Summers C., et al. RAND appropriateness panel to determine the applicability of UK guidelines on the management of acute respiratory distress syndrome (ARDS) and other strategies in the context of the COVID-19 pandemic. Thorax. 2022;77(2):129–135. https://doi.org/10.1136/thoraxjnl-2021-216904

33. Qadir N., Sahetya S., Munshi L., et al. An Update on Management of Adult Patients with Acute Respiratory Distress Syndrome: An Official American Thoracic Society Clinical Practice Guideline. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2024;209(1):24–36. https://doi.org/10.1164/rccm.202311-2011ST

34. Grasselli G., Calfee C.S., Camporota L., et al. ESICM guidelines on acute respiratory distress syndrome: definition, phenotyping and respiratory support strategies. Intensive Care Medicine. 2023;49(7):727–759. https://doi.org/10.1007/s00134-023-07050-7

35. Van Trung D., Giang B.T.H., Tuan D.Q. et al. The impact of PEEP-guided electrical impedance tomography on oxygenation and respiratory mechanics in moderate-to-severe ARDS: a randomized controlled trial. Scientific Reports. 2026;16(2). https://doi.org/10.1038/s41598-025-29787-5

36. Tsai Y.C., Jhou H.J., Huang C.W., Lee C.H., Chen P.H., Hsu S.D. Effectiveness of Adaptive Support Ventilation in Facilitating Weaning from Mechanical Ventilation in Postoperative Patients. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 2024;38(9):1978–1986. https://doi.org/10.1053/j.jvca.2024.04.030

37. Tasaka S., Ohshimo S., Takeuchi M., et al. ARDS clinical practice guideline 2021. Respiratory Investigation. 2022;60(4):446–495. https://doi.org/10.1016/j.resinv.2022.05.003

38. Lee Y., Lee J. Neurally adjusted ventilatory assist improves survival, and its early application accelerates weaning in preterm infants. Pediatrics International. 2024;66(1). https://doi.org/10.1111/ped.15831

39. Papazian L., Forel J.M., Gacouin A., et al. Neuromuscular blockers in early acute respiratory distress syndrome. New England Journal of Medicine. 2010;363(12):1107–1116. https://doi.org/10.1186/s13054-021-03594-6

40. National Heart, Lung, and Blood Institute PETAL Clinical Trials Network. Early Neuromuscular Blockade in the Acute Respiratory Distress Syndrome. New England Journal of Medicine. 2019;380(21):1997–2008. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1901686

41. Jaber S., Petrof B.J., Jung B., et al. Rapidly progressive diaphragmatic weakness and injury during mechanical ventilation in humans. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2011;183(3):364–371. https://doi.org/10.1164/rccm.201004-0670OC

42. Amato M.B., Barbas C.S., Medeiros D.M. Effect of a protective-ventilation strategy on mortality in the acute respiratory distress syndrome. New England Journal of Medicine. 1998;338(6):347–354. https://doi.org/10.1056/NEJM199802053380602

43. Briel M., Meade M., Mercat A., et al. Higher vs lower positive end-expiratory pressure in patients with acute lung injury and acute respiratory distress syndrome: systematic review and meta-analysis. JAMA. 2010;303(9):865–873. https://doi.org/10.1001/jama.2010.218

44. Gattinoni L., Tognoni G., Pesenti A. Effect of prone positioning on the survival of patients with acute respiratory failure. New England Journal of Medicine. 2001;345(8):568–573. https://doi.org/10.1056/NEJMoa010043

45. Guerin C., Gaillard S., Lemasson S. Effects of systematic prone positioning in hypoxemic acute respiratory failure: a randomized controlled trial. JAMA. 2004;292(19):2379–2387. https://doi.org/10.1001/jama.292.19.2379

46. Guerin C., Reignier J., Richard J.C., Neuret P. PROCENA Study Group. Prone positioning in severe acute respiratory distress syndrome. New England Journal of Medicine. 2013;368(23):2159–2168. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1214103

47. Gadek J.E., DeMichele S.J., Karlstad M.D. Effect of enteral feeding with eicosapentaenoic acid, gamma-linolenic acid, and antioxidants in patients with acute respiratory distress syndrome. Critical Care Medicine. 1999;27(8):1409–1420. https://doi.org/10.1097/00003246-199908000-00001

48. Pontes-Arruda A., Aragão A.M., Albuquerque J.D. Effects of enteral feeding with eicosapentaenoic acid, gamma-linolenic acid, and antioxidants in mechanically ventilated patients with severe sepsis and septic shock. Critical Care Medicine. 2006;34(9):2325–2333. https://doi.org/10.1186/cc3426

49. Rice T.W., Wheeler A.P., Thompson B.T., et al. Enteral omega-3 fatty acid, gamma-linolenic acid, and antioxidant supplementation in acute lung injury. JAMA. 2011;306(14):1574–1581. https://doi.org/10.1001/jama.2011.1435

50. Rice T.W., Wheeler A.P., Thompson B.T., et al. Initial trophic vs full enteral feeding in patients with acute lung injury: the EDEN randomized trial. JAMA. 2012;307(8):795–803. https://doi.org/10.1001/jama.2012.137

51. Fan E., Del Sorbo L., Goligher E.C., et al. An Official American Thoracic Society/European Society of Intensive Care Medicine/Society of Critical Care Medicine Clinical Practice Guideline: Mechanical Ventilation in Adult Patients with Acute Respiratory Distress Syndrome. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2017;195(9):1253–1263. https://doi.org/10.1164/rccm.201703-0548ST

52. Emeriaud G., López-Fernández Y.M., Iyer N.P., et al. Executive Summary of the Second International Guidelines for the Diagnosis and Management of Pediatric Acute Respiratory Distress Syndrome (PALICC-2). Pediatric Critical Care Medicine. 2023;24(2):143–168. https://doi.org/10.1097/PCC.0000000000003147

53. Craig T.R., Duffy M.J., Shyamsundar M., et al. A randomized clinical trial of hydroxymethylglutaryl- coenzyme a reductase inhibition for acute lung injury (The HARP Study). American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2011;183(5):620–626. https://doi.org/10.1164/rccm.201003-0423OC

54. Meduri G.U., Chinn A.J., Leeper K.V. Corticosteroid rescue treatment of progressive fibroproliferation in late ARDS. Patterns of response and predictors of outcome. Chest. 1994;105(5):1516–1527. https://doi.org/10.1378/chest.105.5.1516

55. Steinberg K.P., Hudson L.D., Goodman R.B., et al. Efficacy and safety of corticosteroids for persistent acute respiratory distress syndrome. New England Journal of Medicine. 2006;354(16):1671–1684. https://doi.org/10.1056/NEJMoa051693

56. Walkey A.J., Soylemez Wiener R. Utilization patterns and patient outcomes associated with use of rescue therapies in acute lung injury. Critical Care Medicine. 2011;39(6):1322–1328. https://doi.org/10.1097/CCM.0b013e3182120829

Фролов Сергей Владимирович
Доктор технических наук, профессор

WoS | Scopus | ORCID | РИНЦ |

Тамбовский государственный технический университет

Тамбов, Российская Федерация

Судаков Дмитрий Евгеньевич
Кандидат технических наук

ORCID | РИНЦ |

Тамбовский государственный технический университет

Тамбов, Российская Федерация

Долгов Егор Павлович

Тамбовский государственный технический университет

Тамбов, Российская Федерация

Ключевые слова: искусственная вентиляция легких, респираторная поддержка, вентилятор-ассоциированное повреждение легких, режимы вентиляции, поддержка принятия врачебных решений, формализация параметров, механика дыхания, интеллектуальные алгоритмы

Для цитирования: Фролов С.В., Судаков Д.Е., Долгов Е.П. Анализ современных подходов и формализация параметров для управления режимами искусственной вентиляции легких. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2026;14(5). URL: https://moitvivt.ru/ru/journal/article?id=2388 DOI: 10.26102/2310-6018/2026.56.5.015

© Фролов С.В., Судаков Д.Е., Долгов Е.П. Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NS 4.0)
45

Полный текст статьи в PDF

Скачать JATS XML

Поступила в редакцию 28.04.2026

Поступила после рецензирования 11.05.2026

Принята к публикации 18.05.2026

Опубликована 31.05.2026