Il Problema e la NIV

IpossiaEPA,ARDS

IpercapniaBPCO

CPAP PSV

FiO2 Aprire il polmone(Reclutamento alveolare)

Ventilare

Fisiopatologia dell’Insufficienza

Respiratoria Acuta Ipossiemica

Perchè sono ipossici ?

CvO2

CvO2

CcO2

CaO2

Dog, oleic acid; Pelosi P et al, AJRCCM 2001

TLC

(%

)

P (cmH2O)

Perché il polmone collassa ?

EDEMA

• Aumento pressione venosa polmonare per insufficienza cardiaca

• WP > 18 mmHg o evidenza di disfunzione cardiaca (clinica, Eco, BNP,etc)

• Aumento permeabilità capillari polmonari (polmonite, trauma, pancreatite, sepsi, autoimmune etc.)

• WP < 18 mmHg o non evidenza di disfunzione cardiaca

Cardiogenico(EPA)

Non Cardiogenico(ARDS)

Perché funziona cosi bene nell’EPA ?

CPAP

Intratoracic Pressure FRC

Venous Return LVafterload PaO2 LavoroRespiratorio

Cardiac performance pulmonary congestion

7,20

7,25

7,30

7,35

7,40

7,45

7,50

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

pH

Pa

CO

2

PaCO2 e pH in ACPE

O2 CPAP 1 CPAP 24

PaCO2 in EPA

Nell’EPA la sola CPAP, di solito, fa PaCO2

… guarda l’ega … ma non reagire….piuttosto non farla e ….……..fidati della clinica

40

50

60

70

80

90

100

110

Modo

SpO2

%O2reservoireCPAP

*

* < 0.01

60 pazienti

Why SpO2 improves during HelmetCPAP?

PEEPFiO2 Drugs

78,7

98,4

40

50

60

70

80

90

100

110

Modo

SpO2

%O2reservoir

CPAPcon

78,7

98,4

40

50

60

70

80

90

100

110

Modo

SpO2

%O2reservoir

CPAPcon

* < 0.001

*

NO DRUGS

59 pazienti

Nell’EPACPAP prima di tutto…..anche della vena

….poi non dimenticare I farmaci!!

NIV in ARDS(pz ipossico, acuto ,lastra bianca, cuore OK)

• Valuta con Attenzione

• Coinvolgi subito Rianimatore

• Immunocompromised

• Chest Trauma

• Pneumonia

• Sepsi

Dog, oleic acid; Pelosi P et al, AJRCCM 2001

TLC

(%

)

P (cmH2O)

Dog, oleic acid; Pelosi P et al, AJRCCM 2001

TLC

(%

)

P (cmH2O)

Reclutamento incompleto con NIV

NIMV dilemma in ALI-ARDS

Side Effect of ETI

Gas Exchangeand

Mechanics

NIMV indicated:immunocompromised, pneumonia ?

Side Effect of ETI

Gas Exchangeand

Mechanics

NIMV not indicated: no comorbities (i.e. fat embolism, pneumonia in young subjects

etc.)

Side Effect of ETI

Gas Exchangeand

Mechanics

HelmetCPAP in ARDS:when to STOP

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

reservoir

mask

3 hours last step

Pa

O2/F

iO2 (

mm

Hg

)not intubated

intubated

*

*

*

* p<0,05

§§: p<0,005 not

intubated

Vs intubated

§

Perchè usare la NIV nelBPCO scompensato ?

Perchè salva vite umane

0

10

20

30

40

% o

f D

eth

s

Bott Kramer Celikel Thys

CT NIV

*

RATE OF DEATHS in Decompensated BPCO

* *

*

LA PEEPi AUMENTA IL LAVORO RESPIRATORIO

L’applicazione della PEEP esterna riduceil lavoro respiratorio

Effetti di PEEP e assistenza ventilatoria nel BPCO

Nel BPCO PEEP +PSV:1.PEEP per bilanciare PEEPi2.PSV per diminuire Lavoro respiratorio

Cosa è Pressure Support ?

• Supporto inspiratorio di pressione ciclato a flusso

• pressione, sforzo paziente

• Tempo inspiratorio variabile, dipendente attività pz.

• Apnea NO SUPPORTO !

SB PS=15cmH2O PS=25cmH2O

Pressure Support

e

Lavoro respiratorio

Passaggio insp esp durante PSV

Pressure Support in Maschera con perdita

5101520

01530

Ti max.

Pressione

cmH20

Flusso

lt/min

45

Come evitare Hung up Inspiratorio:1.Contenere le perdite della maschera2. Flusso cicl. Esp.3. Impostare Ti max 1.2-1.5 “

Conseguenze Hang-Up inspiratorio

Tempo Inspiratorio macchina troppocorto

Tempo Inspiratorio macchina troppocorto

Ciclo Off 60% Ciclo Off 30%

Saper interpretare le «strane» curve del ventilatoremigliora la PaCO2

Flusso minimo nel CASCO = 30 L/min.

0

200

400

600

800

1000

1200

0

2

4

6

8

10

12

14

20 30 40 50

TV

(m

l)

PC

O2

ins

p (

mm

Hg

)

Flusso nel Casco (L/min)

PCO2insp.

TV

Head Helmet versus Face Mask for Non Invasive CPAP : a physiological study

Patroniti N., Foti G., Manfio A., Coppo A., Bellani G., Pesenti A.

ICM September 2003 29:1680-1687

“la mamma me lo ha sempre detto di non mettermi in

testa il sacchetto di plastica perché può soffocarmi!!”

Serve la PEEP o la FiO2 ?

• PEEP trial

– No comparison Venturi mask vs. Helmet

– Bring down PEEP to zero

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Venturi ZEEP PEEP

PaO2

Iso FiO2

Principi di trattamento

ventilatorio nella BPCO

Controbilanciamento PEEPi

• BPCO

TECNICALITA’

Noise exposure during noninvasive ventilation with a helmet, a nasal mask, and a facial mask Franco Cavaliere1 , Giorgio Conti1, Roberta Costa1, Rodolfo Proietti1, Antonino Sciuto2 and Simonetta Masieri2

Exposure to noise during continuous positive airway pressure: influence of interfaces and delivery systems.Cavaliere F, Conti G, Costa R, Spinazzola G, Proietti R, Sciuto A, Masieri S.

CONCLUSIONS: Maximum noise levels may potentially cause patient discomfort. Less noisy CPAP systems (not using Venturi effect) ………… should be preferred, particularly for long or nocturnal treatments

Acta Anaesthesiol Scand. 2008 Jan;52(1):52-6

Noisy Helmet

Tube Selection

Smooth internal surface Rough internal surface

What about an HME as a muffler ?

HME

Helmet & Moisture

0,0005,00010,00015,00020,000

umidità assoluta ai vari flussi

Test valvole PEEP – Valvole e Sistemi testati

Starmed – PEEP fissa:5 / 10 cmH2O

Starmed regolabile:5/10 cmH2O

Valvola ad Acqua:5 / 10 cmH2O

Valvola ad Acqua+ water trap:5 / 10 cmH2O

+

Cardinal Health (CH) regolabile:5 / 10 cmH2O

Harol – PEEP fissa:5 / 10 cmH2O

Valvole PEEP 5 – P inside Helmet

Danger of helmet continuous positive airway pressure during failure of fresh gas source supply.

Patroniti N, Saini M, Zanella A, Isgrò S, Pesenti A.

Di

Df

Dg

Intensive Care Med. 2007 Jan;33(1):153-7.

Inspiratory Co2P

iCO

2m

mH

g

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

***

*

****

***

***

*

*

***

**

**

**

*

**

*

*

*

**** * *

* * * ** * **

0 30 150180 2102401209060 0 30 1501802102401209060 0 30 1501802102401209060

HCSVL

R CSVO

Time ( sec )

WALL Rotameter Inlet HelmetAntiSuffocation VALVE HELPS but

YOU MUST WATCH the patient

Perché Pallone Reservoire ?

Per impedire i cali di pressione protoinspiratori( WOB)

Perché serve il pallone reservoire ?Perché serve il pallone reservoire ?

Time

Pressure

Ppl

Paw

WOB imposed by circuitery

CPAP mediante “Scafandro”

CPAP: inspiratory WOB

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 200 400 600 800 10001200140016001800

V'i ml / s

WO

B i

J/l

servo

bouss

tent

Boussignac ed Elmetto mantengono la PEEP meglio del ventilatore e non hanno bisogno del

reservoire

Fissaggio Casco

CPAP Boussignac

Lateral gas injection

Room air

Face-mask

CPAP Boussignac

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 5 10 15 20

PEEP (cmH2O)

Flo

w (

L/m

in)

FiO2 IN BOUSSIGNAC’S CPAP

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 500 1000 1500 2000

V' i

FiO

2 %

PEEP12

PEEP 8

PEEP 4

•Se il pz. tira molto la FiO2 •Più alta la PEEP, Flusso, FiO2

NIV & Hypoxia

ALI/ARDS ACPE

Antonelli M et al Intensive Care Med (2001) 27:1718

0

20

40

60

80

100

120

CP

E (n

=99)

Pu

lm c

ont

(n=7

2)

Inh

PN

(n=

8)

Ate

lect

. (n

=28)

NP

(n=1

8)

ARD

Sp

(n=2

7)

CAP

(n=3

8)

ARD

Sex

p (n

=59)

Pul

m fi

br/P

E (n

=5)

No

. of

pat

ien

ts

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

per

cen

tag

e o

f fa

ilure

s

N° patients % failures

Physiologic Effects of Noninvasive Ventilation during Acute Lung Injury

Erwan L'Her, Nicolas Deye, François Lellouche, Solenne Taille, Alexandre Demoule, Amanda Fraticelli, Jordi Mancebo and Laurent Brochard

Am. J. Respir. Crit. Care Med. November 1, 2005 vol. 172 no. 9 1112-1118

I Problemi fisiopatologici sono diversi

I.R.A.Ipossia( PaO2)

B.P.C.O.Ipercapnia

(PaCO2)

•PEEP, Manovre di reclutamento, pronazione

•Terapia medica di disidtratazione polmonare

•Volumetrica , pressometrica, •Terapia medica broncodilatatrice

FiO2 Aprire il polmone(Reclutamento alveolare)

Ventilare il polmone

Cause di ipossia nell’IRA

• Shunt

• Va/Q

• Diffusione

Cause di ipossia nell’IRA

• Shunt

• Va/Q

• Diffusione

Presenza di aree NON Ventilate ma Perfuse

PreHospital Use of CPAP for presumed Pulmonary Edema: a preliminary case series

Kosowsky J M, Stephanides S L, Branson R D, Sayre M R.PREHOSP. EMERG CARE 2001; 5 ; 190-196

Two pts. were intollerant to the mask….we think is related to prehospital enviroment

At present prehospital CPAP remains an investigational therapy that should not be routinely implemented….

TECNICA non idoneaRISULTATI inconsistenti

Antonelli M et al Intensive Care Med (2001) 27:1718

Senza PEEP Con PEEP

PEEP and cardiac silhouette

CPAP IN CARDIOGENIC PULMONARY EDEMA

Rasen et al: Chest 1985; 87: 158-162

IntraThoracicPressureand

LV function

AO

LV

ITP effort = ITP = Ptm

LV afterload

100

-20

Ptm = 100-(-20) = 120

CPAP IN CARDIOGENIC PULMONARY EDEMA

Rasen et al: Chest 1985; 87: 158-162

IntraThoracicPressureand

LV function

AO

LV

ITP effort = ITP = Ptm

LV afterload

100

-5

Ptm = 100-(-5) = 105

PEEP 0 = Ptm 120

PEEP 15 = Ptm 105

AUTO-PEEP (PEEP INTRINSECA)

Pressione positiva di fine espirazione (sopra la pressione atmosferica o alla

PEEP impostata) dovuta ad incompleto svuotamento polmonare

OCCLUSIONE DI FINE ESPIRAZIONE

per smascherare PEEPi

OCCLUSIONE DI FINE ESPIRAZIONE

Coussa et al, J Appl Physiol 1993

Dove lavora la CPAP

Effetti di PEEP e assistenza ventilatoria nel BPCO

NIV should be considered in patients with an acute exacerbation of COPD in whom a respiratory acidosis (pH <7.35) persists despite maximum medical treatment on controlled oxygen therapy. [A]

Thorax 2002

Eur Respir J 2004

acidosis (pH<7 35) hypercapnia ( 45- 60 mmHg) respiratory frequency > 24 breaths/min

Paw [cmH2O]

%

Recruitment in ALI/ARDS during NIV

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500

10

20

30

40

50

Openingpressure

Crotti et al. Am J Respir Crit Care Med 2001

NIV recruitment

Tecniche di ventilazioneVentilazione

ArtificialeVentilazione

Artificiale

InvasivaInvasiva

Supporto Totale

Supporto Totale

PressometricoPressometrico VolumetricoVolumetrico

SupportoParziale

SupportoParziale

SIMVSIMV

PSVPSV

BIPAPBIPAP

NAVANAVA

CPAPCPAP

Non InvasivaMask/CascoNon InvasivaMask/Casco

PSVPSV CPAPCPAP

Brochard et alNEJM 1990

NIV IN PATIENTS WITH ACUTE EXACERBATION OF COPD

PHYSIOLOGIC EFFECTS

Pmask

Pdi

Edi

Airflow

Fenomeno di “HANG-UP”Inspiratorio durante NIMV

Cosa fa la NIMV nel BPCO

• Diminuisce il lavoro respiratorio

– PSV spinge aria nei pomoni

– PEEP esterna diminuisce il lavoro imposta dalla PEEPi

• Riposa i muscoli respiratori

• Diminuisce la PaCO2

• MIGLIORA LA PROGNOSI:

– intubazioni, LOS

– mortalità

3.7%Gastric insufflation

18%Copious secretions

12%Intolerance 20%

19%Large air leaks 17%

Causes of NIV Failure Carlucci AJRRC 2001 Gorini ICM 2004

(108 cases) (79 cases)

MASK NIV

NPPV Failure 40% 25%

21%

nCPAP Mask PSV

Respiratory muscle unloading

+ +++

Circulatory Support + +

Oxygenatory

improvement++ ++

Patient-machine interaction troubles

- +++

Long term applicability

++ +/-

Learning time short long

© Williams & Wilkins 1997. All Rights Reserved. ??diteur Lippincott Williams & Wilkins, Inc. 8

Randomized, prospective trial of bilevel versus continuous positive airway pressure in acute pulmonary edema.Mehta, Sangeeta; Jay, Gregory; MD, PhD; Woolard, Robert; MD, FACEP; Hipona, Rene; Connolly, Emily; Cimini, Donna; Drinkwine, Joseph; Hill, Nicholas; MD, FCCP

Critical Care Medicine. 25(4):620-628, April 1997.

Table 5 . Morbidity and mortality

Rasanen 1985

Lin 1

995

Masip

2000

Mehta

, 1997

Park 2

004

Crane 2

004

Bellone 2

004

Gray 2

008

Tre

atm

en

t d

ura

tio

n (

days)

Brochard

1995

Kram

er 1995

Celikel 1

998

Marti

n 2000

Plant 2

000

Conti 2002

0

1

2

3

4

5

6

7CARDIOGENIC PULMONARY

EDEMA (CPAP or NIV)ACUTE EXACERBATION

OF COPD (NIV)

1

2

3

4

5

WARNING !!!

years 92-96 years 97-99

Variables Success Failure Success Failure

APACHE

21+6

25+6

24+5

29+7

pH adm

7.28+.07

7.22+.06

7.24+.08

7.18+.08

PaCO2 adm

83+17

91+14

88+16

99+22

Carlucci et al Intens.Care Med. 2003;29:419-25

La NIV in PSV in 9 mosse1 Spiega al paziente cosa si intende fare; ponilo in posizione seduta (45°) nel letto; scegli una

maschera di dimensioni giuste.

2 Accendi il ventilatore, azzera gli allarmi, imposta i parametri ventilatori (inizia con una PS di 8-10cmH2O e una PEEPe di 4-6 cmH2O).

3 Poggia la maschera delicatamente sul volto del paziente aumentando progressivamente la pressionefino alla scomparsa delle perdite aeree. Poi fissa i nucali e rassicura il paziente.

4 Aumenta la PS di 2 cm alla volta senza provocare disagio al paziente. Raggiungi un livello di Vtepari a 6-8 ml/Kg. di peso corporeo ideale. Imposta la PEEPe fino ad arrivare ad un massimo di 6cmH2O. Imposta la FiO2 tale che 90%<SpO2<92%

5 Imposta il trigger inspiratorio al livello maggiormente sensibile evitando l’autoinnesco delrespiratore

6 Imposta il trigger espiratorio in modo da favorire una espirazione sufficientemente prolungata (peresempio al 40% del picco di flusso inspiratorio)

7 Osserva il paziente e se sono frequenti sforzi inspiratori inefficaci (mancata attivazione delventilatore): aumenta la sensibilità del trigger inspiratorio, oppure aumenta il livello di PEEPe,oppure scegli un’altra modalità ventilatoria.

8 Osserva il paziente: se il Vte è congruo, non ci sono perdite aeree e la SpO2 è a livelli ottimali settagli allarmi.

9 Imposta i parametri della ventilazione di apnea.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Face Mask 60 L/min 10 L/min30 L/min Ventilatore

PetCO2PiCO2

(mm

Hg)

VE

(L/m

in )

Taccone P. et al. Am J Resp Crit Care Med 167;7:A995 (2003)

DO NOT useVentilator to perform

Helmet CPAP

Pressure Support in Maschera

5

10

15

20

0

20

40

60

Lt/min

cmH20

Inizio espirazione su

flusso inspiratorio :

- Exp Flow Trigger regolabile:

- % picco flusso inspiratorio DRAGER Evita 4 : 25 %

25% di 50 lt/min = 12.5 lt/min

Pressione

Flusso

Posso usare il ventilatore per fare la CPAP con il Casco ?

NO

Posso Fare PSV con lo SCAFANDRO ?

PEEPvalve

Gas Inlet

Non-invasive ventilation in chronic obstructive pulmonary disease patients: helmet versus facial mask Paolo Navalesi1 , Roberta Costa2, Piero Ceriana1, Annalisa Carlucci1, George Prinianakis3, Massimo Antonelli2, Giorgio Conti2 and Stefano Nava1

Navalesi P Intensive Care Med. 2007 Jan;33(1):74-81