Principios Básicos de Ventilación Mecánica

Juan Manuel CortésR1MI

27 de mayo del 2010

CASO

• Masculino 50 años, 70 kgs.

• Dx: pancreatitis aguda en apnea.

CASO• VM invasiva o no invasiva:• Modo de VM:• Vt:• FR:• FiO2:• PEEP:• Patrón de flujo:• Tiempo inspiratorio y relación I:E:

Objetivos a revisar• Recordatorio anatómico.

• Recordatorio de fisiología pulmonar.

• Volúmenes pulmonares.

• Capacidades pulmonares.

• Historia.

• Terminología.

• Generalidades.

• Clasificación según el ciclado.

• Fases del ciclo Ventilatorio.

• Componentes de la técnica de VM.

• VM Invasiva vs No Invasiva.

• Modalidades de VM.

• Desadaptación del paciente a la VM.

• Fármacos en la VM.

• Destete de la VM.

Recordatorio AnatómicoSistema respiratorio dividido en 2 bloques:• Vías de conducción:

– Acondiciona (calienta, humedece, filtra) y dirige el aire.– Alta: nariz, faringe y laringe.– Baja: tráquea, bronquios, bronquiolos y bronquiolos terminales.– Todo esto es espacio muerto.

• Unidades de intercambio gaseoso:– Acino: bronquiolos respiratorios, conductos alveolares, sacos

alveolares y alvéolos (en éstos ocurre el intercambio gaseoso)– En la pared del alvéolo se produce el surfactante (previene colapso).

Recordatorio Anatómico

• Irrigación:

– Arterias pulmonares: con sangre venosa del pequeño circuito.

– Arterias bronquiales: con sangre arterial del gran circuito.

Recordatorio de Fisiología Pulmonar

• Ventilación: actividad muscular, distensibilidad y elasticidad pulmonar y de la caja torácica.• Inspiración: contracción del diafragma y músculos intercostales,

aumenta tamaño de tórax, causa presión negativa y entrada del aire.• Espiración: relajación de músculos, disminuye el tamaño del tórax,

aumenta presión y provoca salida del aire.

2. Intercambio gaseoso.• Difusión: se produce a través de una membrana; depende de 4 factores:

la superficie de la membrana alveolocapilar, volumen respiratorio por minuto, gradiente de presión del O2 y ventilación alveolar.

• Ventilación/perfusión: para que se produzca el intercambio tiene que haber una ventilación adecuada, así como un sistema de perfusión óptimo.

Recordatorio de Fisiología Pulmonar

• Transporte de gases:• Oxígeno: 97% unido a la Hb, 3% disuelto en el plasma.• CO2: 27% unido a la Hb, 3% disuelto en el plasma y el resto en

forma de bicarbonato.

4. Mecanismos que regulan la respiración:• El centro de la respiración se encuentra en el bulbo e inerva los

músculos inspiratorios y espiratorios.• Cambios en el pH, la PaO2, la PaCO2 y la TA, impulsos del área

motora.• Sin embargo, la concentración de hidrogeniones en LCR y

líquido intersticial es el regulador más potente de la respiración.

Volúmenes Pulmonares• Volumen corriente (Vc): volumen de una respiración normal

(500 ml).

• Volumen de reserva inspiratoria (VRI): volumen extra que aún puede ser inspirado sobre el Vc (3 lt).

• Volumen de reserva espiratoria (VRE): volumen que puede ser espirado en una espiración forzada (1 lt).

• Volumen residual (Vr): volumen que permanece en los pulmones después de una espiración máxima (1.2 lt).

Capacidades Pulmonares• Capacidad inspiratoria: Volumen de distensión máxima de los

pulmones (Vc+VRI) [3.5 lt].

• Capacidad residual funcional: Cantidad de aire que permanece dentro del pulmón después de una espiración normal (Vr+VRE) [2.2 lt].

• Capacidad Vital: Volumen máximo de una respiración, es decir, en máxima inspiración y máxima espiración (Vc+VRI+VRE) [4.5 lt].

• Capacidad Pulmonar Total: Volumen máximo que los pulmones pueden contener (Vc+VRE+VRI+Vr) [5.8 lt]

Historia Evolución de la VM desde las epidemias de polio en

Copenhague.

Sin embargo existen antecedentes del concepto de respiración artificial, desde el siglo XVI por Andreas Vesalius, cuando conectó la traquea de un perro a un sistema de fuelles, manteniéndolo vivo.

Antes, ventiladores de presión (-) (Pulmones de acero); ahora, ventiladores de presión (+).

Terminología Presión pico (Ppico): la presión que es requerida para entregar el Vt al

paciente (cmH20).

Presión Plateau (Pplat): la presión que es necesaria para distender el pulmón; solo se puede obtener si se aplica una pausa al final de la inspiración (cmH20).

Volumen Tidal (Vt): la cantidad de aire enviado al paciente en cada respiración (ml).

Frecuencia Respiratoria (FR): El número de respiraciones por minuto (rpm).

Presión inspiratoria: presión positiva en la vía aérea durante la inspiración.

TerminologíaVentilación minuto: el producto del Vt por la FR (lts/min).

Ciclado: sistema por el que cesa la inspiración y se inicia la fase espiratoria pasiva.

Presión media de vía aérea: presión promedio durante el ciclo respiratorio.

PEEP: es la presión que se mantiene al final de la espiración.

FiO2: es la concentración de O2 contenida en el gas inspirado.

Generalidades La VM es parte del cuidado de soporte vital y

tratamiento del padecimiento, más no cura la enfermedad subyacente.

La VM tiene 2 metas principales generales: Normalizar gases arteriales y desequilibrios ácido-

base, al proveer una ventilación y oxigenación adecuada mediante el uso de volúmenes y presiones positivas.

Disminuir el trabajo respiratorio del paciente.

Generalidades Identificar el principal gas alterado en nuestro

paciente:

Hipoxemia (ICC, ARDS): mayor atención a los parámetros que mejoran oxigenación: FiO2, PEEP, Presión de vía aérea principal.

Hipercapnia (EPOC, sobredosis drogas, enfermedades neuromusculares): mayor atención a una adecuada ventilación: FR.

ClasificaciónDe acuerdo al ciclado:

• Ciclados por presión: Al alcanzar una presión prefijada se abre la válvula espiratoria. Generan baja presión y pequeña resistencia interna. Puede variar el volumen entregado.

• Ciclados por volumen: Se finaliza la insuflación cuando se ha entregado el volumen programado. Genera alta presión y elevada resistencia interna para proteger al pulmón. Su inconveniente es que si cambian las características mecánicas del paciente (aumento de resistencia por broncoespasmo, disminución de distensibilidad por EAP), se produce un aumento de la presión intratorácica.

• Ciclados por tiempo:

• Ciclados por flujo:

Fases del ciclo ventilatorio

• Insuflación: el aparato genera una presión sobre un volumen de gas y lo moviliza dentro del pulmón (Vt) a expensas de un gradiente de presión. La presión máxima se llama Presión pico (Pp).

• Meseta: el gas introducido se mantiene dentro de él (pausa inspiratoria) durante un tiempo para que se distribuya dentro de los alvéolos; la presión que se mide en la vía aérea se denomina presión meseta (plateau) y corresponde con la presión alveolar máxima.

• Deflación: el vaciado es un fenómeno pasivo, sin la intervención de la máquina, causado por la retracción elástica del pulmón.

Componentes de la técnica de VM

Componentes primarios• Modos de ventilación: dependen de la carga de

trabajo entre el ventilador y el paciente.

• Volumen: se programa un volumen determinado (Vt) para obtener un adecuado intercambio gaseoso; 5-10ml/kg.

• Frecuencia Respiratoria: depende del modo de VM, Vt, espacio muerto, necesidades metabólicas, nivel de PaCO2 necesario; 8-12 rpm.

Componentes primarios• Tasa de flujo: volumen que el ventilador es capaz de aportar

al paciente en la unidad de tiempo; 40-100 lt/min.

• Patrón de flujo: existen 4 tipos: acelerado, desacelerado, cuadrado y sinusoidal; está determinado por la tasa de flujo.

• Tiempo inspiratorio, relación I:E: en el tiempo inspiratorio pasa el Vt seleccionado; en condiciones normales es 1:2.

Componentes primarios• Sensibilidad (trigger): Mecanismo con el que el ventilador es

capaz de detectar el esfuerzo respiratorio del paciente; normalmente se coloca entre 0.5-1.5 cm/H2O.

• FiO2: fracción inspiratoria de O2 (en aire ambiente es de 21%). La meta es conseguir una Sat O2 >90%.

• PEEP: se utiliza para reclutar o abrir alvéolos y aumentar la presión media en la vía aérea, para mejorar la oxigenación; aumenta la PaO2 y disminuye el trabajo inspiratorio: disminuye la precarga y puede causar barotrauma.

Componentes secundarios

• Pausa inspiratoria: Mantiene la válvula espiratoria cerrada durante un tiempo determinado; permite una distribución del gas mas homogéneo, y así mejorar la oxigenación, aunque puede aumentar la presión intratorácica.

• Suspiro: es un incremento deliberado del Vt en 1 o más respiraciones en intervalos regulares; puede incrementar la presión alveolar (1.5 veces el Vt).

Componentes Monitorizados• Volumen: tanto volumen inspiratorio (Vt) como el volumen

espiratorio.

• Presión pico: es la máxima presión que se alcanza durante la inspiración.

• Presión Plateau (meseta): presión al final de la inspiración, durante una pausa inspiratoria de al menos 0.5 seg; mejor parámetro que refleja la presión alveolar.

• Presión al final de la espiración: normalmente es igual a la atmosférica.

Modalidades de VM

• Aspectos a considerar para elegir el modo de VM:– Objetivo preferente de la VM.

– Causa y tipo de IR.

– Naturaleza obstructiva o restrictiva de la patología pulmonar.

– Estado cardiovascular del paciente.

• Suplir parcial o totalmente la ventilación?

• Invasiva o No invasiva?

VM No Invasiva

• Cuando el soporte ventilatorio se realiza sin establecer una vía endotraqueal.

• De Presión negativa (pulmón de acero de Emerson).– Solo benefician en Enf. Neuromusculares,

deformidades de la pared torácica, hipoventilación central y parálisis del diafragma.

• De Presión positiva con máscara facial, nasal o casco.

VM No Invasiva• Criterios de selección:

– Distrés respiratorio con disnea moderada-severa, con uso de músculos accesorios y disociación toraco-abdominal.

– pH<7.35, PaCO2>45 mmHg.

– FR>25 rpm.

• Criterios de exclusión:

– Paro respiratorio.

– Inestabilidad cardio-respiratoria (hipotensión, disrritmias, IAM con EAP).

– Paciente no cooperador.

– Cirugía facial, esofágica o gástrica reciente.

– Trauma o quemadura craneofacial.

– Alto riesgo de aspiración.

– Incapacidad para proteger vía aérea.

– Obstrucción de vía aérea superior.

Hanley, (2003). Current Diagnosis & Treatment in Pulmonary MedicineChapter 27, Mechanical Ventilation: Invasive and Noninvasive

VM Invasiva• Indicaciones para VM Invasiva:

– Apnea, taquipnea >40 o falla respiratoria que no corrige.

– Inestabilidad clínica, falla a la protección de vía aérea, por lo general por pérdida del estado de alerta.

– Hipoxemia severa a pesar de O2 complementario o retención de CO2 significativa (PO2<50 o PCO2>50).

– Capacidad vital <10 ml/kg.

– Fuerza inspiratoria <25 cmH2O.

– Volumen corriente <5 ml/kg.

– Ventilación minuto >10 lt/min.

– FEV1<10 ml/kg.Ferri, (2007). The Care of the Medical Patient, 7th edition.

Controlada

Total A/C

VM

Mandatoria Intermitente

Parcial Presión de soporte

Presión positiva continua en vía aérea

En Resumen…

Paciente con fallo respiratorio

Protege vía aérea

No Protege vía aérea VM Invasiva

VM No Invasiva

En Resumen…

Paciente con fallo respiratorio

Conserva impulsorespiratorio

No conserva impulsorespiratorio

VM modo parcial

VM modo total

VM ControladaEl soporte ventilatorio es completo, las respiraciones se inician automáticamente con

un patrón de gas predeterminado.

• Indicaciones:

– Disminución del impulso ventilatorio (Paro respiratorio, intoxicación con drogas que depriman el SNC, coma, muerte cerebral).

– Necesidad de suprimir el impulso ventilatorio (imposibilidad de adaptar al paciente, anestesia general).

• Alarmas de importancia:

– Presión de vías aéreas: nos informa sobre cambios en impedancias respiratorias, fugas o desadaptación.

– Volumen minuto bajo: desconexiones y fallo de alimentación.

• SE DEBE ELIMINAR EL IMPULSO VENTILATORIO DEL PACIENTE PARA EVITAR ASINCRONÍAS CON EL RESPIRADOR.

VM Asistida/ControladaCada impulso respiratorio del paciente va seguida de un ciclo respiratorio

sincronizado por parte del ventilador; si no se detecta impulso, el ventilador automáticamente dispara un ciclo.

Se activa el mecanismo de trigger, el cual detecta cambios de flujo o presión en el circuito respiratorio.

• Ventajas:

– Combina seguridad y la posibilidad de sincronizar ritmo respiratorio del paciente con el ventilador.

– Asegura soporte ventilatorio en cada ciclo.

– Disminuye la necesidad de sedación.

– Previene atrofia de músculos respiratorios.

– Facilita el destete.

VM Asistida/Controlada• Desventajas:

– Trabajo excesivo si el impulso respiratorio es alto y el trigger no es adecuado.

– En pacientes despiertos la duración de los ciclos respiratorios puede no coincidir con la definida en el ventilador.

– Puede aumentar la PEEP.

• Alarmas:

– Presión en vías aéreas.

– Volumen minuto espirado (máximo y mínimo).

VM Mandatoria IntermitenteEl objetivo es permitir que el paciente pueda realizar respiraciones

espontáneas intercaladas entre las insuflaciones del respirador.

• Tipos:

– No sincronizadas: las insuflaciones son asincrónicas con el esfuerzo inspiratorio.

– Sincronizadas (SIMV): las insuflaciones son disparadas por el paciente.

• Ventajas:

– Disminuye el riesgo de barotrauma.

– Aumenta el retorno venoso, por lo que mejora el gasto cardiaco.

VM Mandatoria Intermitente• Desventajas:

– Alcalosis respiratoria x hiperventilación.– Acidosis respiratoria x hipoventilación.– Aumento del trabajo respiratorio.– Con la no sincronizada, puede haber un desfase entre el esfuerzo del

paciente y la insuflación del ventilador, por lo que puede existir un aumento del volumen y causar barotrauma.

• Indicaciones (2 principalmente):– Destete de la VM.– Soporte ventilatorio parcial en pacientes que se adaptan mejor a este

modalidad que a la VMA.

VM con Presión de SoporteEs un método limitado por presión y ciclado por flujo, donde cada ciclo debe

ser disparado por el px, al vencer la sensibilidad del trigger definido.

El tiempo inspiratorio y el Vt, dependerá del esfuerzo del paciente y del nivel de presión establecido.

• Ventajas:

– El paciente tiene el control del Vt y la FR, con lo que mejora la sincronía con el ventilador.

– Disminuye el trabajo respiratorio espontáneo y el trabajo adicional.

• Inconvenientes:

– Es necesario estar monitorizando el Vt para evitar hipoventilación.

– Contraindicado los fármacos depresores del SNC.

• Alarmas: Volumen minuto

Presión Positiva Continua en la Vía Aérea (CPAP)

Eleva la presión al final de la espiración para incrementar la oxigenación.

Siempre se utiliza cuando hay respiración espontánea.

• Formas de aplicación: TE, Traqueostomía o mascarilla.

• Indicaciones:

– Insuficiencia respiratoria aguda en la fase inicial.

– Destete en EPOC.

– SAOS.

– Enfermedad respiratoria crónica avanzada.

• Desventajas

– Puede producir aerofagia y vómito.

– La mascarilla es difícil de tolerar, ya que debe estar hermética.

Desadaptación del paciente a la VM

Desadaptación a la VM

Datos clínicos:

– No hay sincronización entre paciente y ventilador.

– El paciente lucha contra el ventilador.

– Respiración paradójica.

– Agitación.

– Hiperactividad simpática (HTA, Diaforesis, taquicardia).

– Alarmas activadas frecuentemente.

Ocasionará afección a nivel:– Mecánica Pulmonar: taquipnea con disminución del tiempo espiratorio,

aumenta PEEP, Ppico y Pplateau.

– Músculos respiratorios: aumenta el trabajo respiratorio y provoca fatiga diafragmática.

– Cardiovascular: disminuye el retorno venoso y el gasto cardiaco, hiperactividad adrenérgica.

– Intercambio gaseoso: aumento de producción de CO2 y aumento de consumo de O2, lo que provoca hipercapnia, desaturación y acidosis mixta.

CausasEs importante, además del tratamiento farmacológico, identificar

las causas probables:

– Mala programación de la VM (trigger mal ajustado, volumen minuto bajo, FiO2 alto).

– Complicaciones: barotrauma, atelectasia, EAP, aumento de secreciones bronquiales.

– Cambios fisiológicos del paciente: dolor, ansiedad, fiebre.

– Disfunción del ventilador.

Farmacología

• Sedación pura:

– Midazolam: BZD de acción rápida, ansiolítico, anticonvulsivante y miorrelajante; crea tolerancia y dependencia; eliminación renal.

– Propofol: anestésico de acción rápida; la ventaja sobre el midazolam, es que tarda menos el paciente en despertar.

• Sedoanalgesia: TODO paciente crítico necesita analgesia.

– Morfina.

– Meperidina. Sedación, analgesia; náuseas, vómitos, depresión resp.

– Fentanilo.

– Sufentanil.

– Remifentanil.

– Precedex

Farmacología• Parálisis muscular:

– Indicado cuando es necesario y urgente sincronizar paciente ventilador.

– Vecuronio, atracurio, pancuronio: bloquean la placa motora, produciendo parálisis muscular.

– Dificulta el destete, por lo que solo se debe utilizar en caso de urgencia y en períodos cortos de tiempo (<48hrs).

• Ansiolíticos/neurolépticos: para agitación, angustia, miedo o pánico; los más utilizados son el cloracepato y el haloperidol.

RamsayNiveles de sedación de Ramsay

NIVEL 1: Paciente agitado y ansioso.

NIVEL 2: Cooperador, orientado y tranquilo.

NIVEL 3: Sedado con respuesta a las órdenes.

NIVEL 4: Sedado con breves respuestas a la luz y el sonido.

NIVEL 5: Sedado con respuesta sólo al dolor.

NIVEL 6: No responde.

DesteteCondiciones fundamentales para iniciar el destete:

– Curación o mejoría evidente de la causa que provocó la VM.

– Estabilidad hemodinámica.

– Ausencia de sepsis y temperatura <38.5°C.

– Estado nutricional aceptable.

– Estabilidad psicológica.

– Equilibrio ácido-base e hidroelectrolítico corregido.

Criterios de interrupción del destete

• Gasométricos:

– Disminución de la Sat O2.

– pH arterial <7.30.

• Hemodinámicos

– Aumento de TAS>20mmHg sobre la basal.

– Taquicardia.

– Choque.

• Neurológicos:

– Disminución del nivel de conciencia.

– Agitación no controlable.

• Respiratorios:

– FR>35 rpm.

– Signos clínicos de aumento del trabajo respiratorio (tiraje intercostal, aleteo).

¿Como iniciar VM en paciente sin patología pulmonar?

• VMI/VMNI.

• Modo (sedación, analgesia).

• Vt:

– 5-10 ml/kg de peso.

• FR:

– 8-12 rpm. (20rpm)

• FiO2: iniciar en 100%, bajar hasta lograr una SatO2>90%; meta FiO2<47%

– >50%= toxicidad, atelectasia y depresión función ciliar y leucocitaria.

• PEEP: 5 cmH2O

– Indicado si SatO2<90% y FiO2>50%, sin embargo la recomendación es Iniciarlo en todo paciente.

• Patrón de flujo

– Acelerado, desacelerado, cuadrado o sinusoidal.

• Tiempo inspiratorio y relación I:E:

– 1:2-3 (1seg-3seg)

CASO

• Masculino 50 años, 70 kgs.

• Dx: pancreatitis aguda en apnea.

CASO• VM invasiva o no invasiva:• Modo de VM:• Ciclado: • Vt:• FR:• FiO2:• PEEP:• Patrón de flujo:• Tiempo inspiratorio y relación I:E:

CASO• VM invasiva o no invasiva: VMI• Modo de VM: A/C• Ciclado: presión (12 cmH2O)• Vt: 500 ml• FR: 15 rpm• FiO2: 100%• PEEP: 5 cmH20• Patrón de flujo: Desacelerado• Tiempo inspiratorio y relación I:E: 1:3seg

Fuentes:• Ferri, (2007). The Care of the Medical Patient, 7th edition.

• Hanley, (2003). Current Diagnosis & Treatment in Pulmonary Medicine.

• Papadakos, (2008). Mechanical Ventilation.

• Hillberg, Robert, (1997). Noninvasive Ventilation. NEJM. Number 24, Volume 337:1746-1752.

• Tarnow-Mordi, (2004). Noninvasive Ventilation. NEJM. Volume 351:1257-1259.

• Tobin, (2001). Advances in Mechanical Ventilation. NEJM. Volume 344:1986-1996.

• Niranjan, (1998). Noninvasive Ventilation. NEJM. 338:1388-1389.

• Tobin MJ, (1994). Mechanical Ventilation. NEJM. 330:1056-1061.