Curso de Ventilación Mecánica

CURSO DE FISIOLOGIA CARDIORESPIRATORIA Y VENTILACION

MECANICA

Fisiología respiratoria

•Los órganos respiratorios pueden dividirse en vías respiratorias superiores, vías respiratorias inferiores y pulmone s.

•La misión primordial del sistema respiratorio consi ste en proporcionar al cuerpo oxigeno y en eliminar el dió xido de carbono.

•La misión mas importante de los pulmones es el inte rcambio de gases.


• VIAS AEREAS SUPERIORESLas vías aéreas superiores comprenden la cavidad na sal y la faringe.

La nariz tiene las importantes funciones de limpiar, calenta r y humedecer el aire inhalado.

La faringe puede considerarse como una vía de transporte del a ire.

• VIAS AEREAS INFERIORES

Las vías aéreas inferiores comprenden la laringe, l a traquea y el árbol bronquial. El árbol bronquial se ramifica hasta alcanzar los pulm ones, los cuales se dividen en lóbulos.

En la caja torácica la tráquea se divide en dos bro nquios principales, uno se dirige al pulmón derecho y otro al izquierdo. Los bronquio s primarios se dividen a su vez en bronquios cada vez mas pequeños ( bronquios lobu lares, bronquios segmentales, bronquiolos ) hasta que después de 20 -30 ramificaciones terminan en los alveolos. Cuando el aire llega a los alveolos, cede su oxigeno a los glóbulos rojos de la sangre y al mismo tiempo recoge el dióx ido de carbono.


LA RESPIRACION ESPONTANEA

La inspiración es un comportamiento activo, lo que se traduce en que ha de vencerse la elasticidad de los pulmones y de la par ed torácica. El músculo mas importante es el diafragma, que constituye una lámi na fina y curva de músculo adosada a las costillas inferiores.

La espiración es normalmente un movimiento pasivo p or el que el aire es expulsado de los pulmones por la elasticidad de los pulmones y de la caja torácica cuando estos vuelven a su posición primitiva después de la inspiración. ( En algunos casos los músculos intercostales y abdominales internos a yudan a expulsar el aire ).

El trabajo respiratorio en estado de reposo normalm ente es muy pequeño, pero en ocasiones puede requerir una parte considerable de las necesidades de oxigeno del cuerpo .


Se entiende por respiración la captación por el cue rpo de oxigeno y la eliminación de dióxido de carbono.

La respiración puede dividirse en :

VENTILACION

Transporte de aire a los alveolos y desde los mismo s :

convección y difusión.

CIRCULACION Y PERFUSION ( Flujo de líquido a través de vasos sanguineos)

Transporte de O2 desde los capilares pulmonares a l oss tejidos del cuerpo.

RESPIRACION CELULAR

Transporte de O2 a la célula individual y de CO2 de sde ésta ( difusión de gas en el tejido).

*Convección, movimiento de masas de gas.

MECANICA PULMONAR

PARAMETROS EMPLEADOS EN VENTILACION MECANICA

FiO2 Fracción inspirada de oxigeno concentraciones por encima del 50% se pueden considerar tóxicas.

VT Volumen tidal o volumen corriente es el volumen que entra y sale del pulmón en cada ciclo respiratorio este debe ser algo menos de 10 ml de gas por Kg . De peso.

F Frecuencia respiratoria es la periodicidad con la q ue se produce un ciclo respiratorio en un minuto.

V Flujo inspiratorio es la velocidad con la que se in troduce un volumen en el pulmón L/min.

Pmax Es la presión máxima alcanzada durante la introducc ión de un volumen en el pulmón.

PEEP Presión positiva espiratoria final.

VM Volumen minuto es el producto del VT por la frecuen cia.

MECANICA PULMONAR

RESISTENCIA

R P2P1

V

La presión necesaria para desplazar un determinado v olumende gas por las vías aéreas estará en función de la velocidad ala que circule ese volumen ( flujo ) y del calibre de las vías aéreas,constituyendo este último la Resistencia de dichas vías.

R = P1 - P2

V

( mbar / L / s )

MECANICA PULMONAR

RESISTENCIA

� Detectar los cambios de presión en las vías respira torias durante la terapia ventilatoria.

� Evaluar la efectividad de la terapia con broncodila tadores.

� Determinar si el paciente está listo para el destet e ( Weaning ).

� Evaluar los efectos adversos del aumento de la Resi stencia porcausas mecánicas, como tubos ET estrechos y filtros , así comopor causas fisiológicas : secreciones excesivas y b roncoespasmos.

La monitorización de la Resistencia en vías aéreas nos permite :

MECANICA PULMONAR

COMPLIANCE

Compliance : Grado de distensibilidad o elasticidad del pulmón.

La magnitud de presión necesaria para introducir un determinado volumen de gas en el pulmón será el indicador de la distens ibilidad de éste.

C = VT

P( ml / mbar )

C Elasticidad pulmonarPresión para introducir el VT

><

C < Elasticidad pulmonar

Presión para introducir el VT>

MECANICA PULMONAR

COMPLIANCE

La Compliance puede subdividirse en dos componentes :Compliance dinámica y Compliance estática.

� Compliance Dinámica ( Cd ) : Representa unicamente las característicaselásticas del pulmón.

� Compliance Estática ( Ce ) : Representa la Compliance total del sistemarespiratorio, que incluye la distensibilidaddel pulmón y la caja torácica :Ctot = Cpulmonar + Ccaja torácica

La monitorización de la Compliance en vías aéreas n os permite :

MECANICA PULMONAR

COMPLIANCE

� Determinar los posibles cambios del estado pulmonar . Los cambios en las características elásticas del pulmón y pared torácica requierenuna intervención inmediata por parte del clínico, q ue deberá hacer losajustes oportunos en el respirador para poder así m antener una adecuada oxigenación en el paciente.

� Determinar si el paciente está preparado para el de stete ( Weaning ).

� Evaluar el impacto de la PEEP seleccionada y estima r si el VT aplicado

es el correcto.

� Optimizar los ajustes en el respirador.

MECANICA PULMONAR

CONSTANTE DE TIEMPO

Llenado

Vaciado

Tiempo

100 %Vol

Constante de Tiempo ( Ct ) = C · R ( s )

Podemos definir la Constante de Tiempo como el grad o de llenadoy vaciado del pulmón.Los pulmones requieren aproximadamente 5 veces su C onstantede Tiempo para llenarse y/o vaciarse.

El llenado y/o vaciado del pulmónsigue una función exponencialque está en relación directa consu Compliance y Resistencia.

FISIOLOGIA RESPIRATORIA

RESPIRACION FISIOLOGICA

FASE INSPIRATORIA FASE ESPIRATORIA

Entrada del gas en los pulmones Salida del gas de los pulmones Fase Activa Fase Pasiva



FASE INSPIRATORIA : Entrada del gas en los pulmones . FASE ACTIVA.

Inspiración

Paw

Presión subatmosférica

Presión atmosférica

Inspiración fisiológica : Presión Negativa

Diafragma + Diámetros TóraxContracción musculatura respiratoria

Presión Subatmosférica Flujo de gas que llena los pulmones



Paw

Presión subatmosférica


Espiración Presión supratmosférica

Espiración fisiológica : Presión Positiva

FASE ESPIRATORIA : Salida del gas de los pulmones. FASE PASIVA.

Diafragma + Diámetros TóraxRelajación musculatura respiratoria

Presión Supratmosférica Flujo de gas que que sale de los pulmones



CICLO RESPIRATORIO

Presiónatmosférica

Inspiración

Paw

Espiración

Tiempo

VENTILACION MECANICA

EVITA

AlarmReset

Evita 2

Pmean Pplat

26 29I : E FiO2

1:2 35

12.8 10.214.5

MVtotal L/min

0 2 4 t s

V l/min

60300

3060

SIMV + ASB Erw. !!! Paw hoch

Info: Bildstop aktiv

Alarme

Meßwerte

Manöver

Sensoren

Konfig.

100 %O2

Insp. hold

Stop AusdruckMonitor12

38 2545

Ppeak mbar

P mbar

2 4 t s

40

20

0

Kurven

Exsp. hold

dura

DRÄGE

R

VTL

fbpm

Tinsps

FlowL/min

Pinspmbar

PEEPmbar

∆ PASBüber PEEP

Rampes

TriggerL/min

O2Vol.%

IPPV SIMV BIPAP MenüMode


Un Ventilador Mecánico debe :

• Evitar o corregir la retención de CO2.• Corregir la hipoxemia mejorando el transporte de ox ígeno.• Reducir el Trabajo Respiratorio del paciente ( W.O. B.).

La Ventilación Mecánica ( VM ) es un procedimiento de sustitucióntemporal de la función respiratoria normal realizada en aquellassituaciones en la que ésta, por diversos motivos pa tológicos, nocumple los objetivos fisiológicos que le son propio s.

Objetivos de la VM : mantener al paciente, mientras el trastornopatológico persista, con su función respiratoria co nservada al máximo y en todo caso el tiempo suficiente para pod er tratar lacausa que ha originado su fracaso respiratorio.

Esfuerzos espontáneos

generan presiones negativas

Esfuerzos espontáneos

generan presiones negativas

Emboladas mecánicas

generan presiones positivas

Emboladas mecánicas

generan presiones positivas

Estas dos fuerzas nunca deben actuar una contra la otra.


� En la Ventilación Mecánica ( VM ) el llenado pulmon ar se produce mediante la aplicación de una presión positiva en c ontacto con las vías aéreas del paciente, generándose así un fl ujo de gas quellena los pulmones.

� La diferencia entre el llenado natural y artificial de los pulmonesradica en la inversión de la presión durante la fas e inspiratoria.En la inspiración fisiológica la presión intratorácica es negativa ,mientras que en la Ventilación Mecánica esta presión es positiva.

� La VM invierte la fisiología normal de la ventilaci ón, al instaurar una presión positiva durante la fase inspiratoria. De esta inversiónde las presiones se derivan afectaciones en distint os órganos ysistemas, sobre todo como consecuencia de las alter acioneshemodinámicas que comporta.

Ventilación con el menor grado de invasividad

La sustentación de la respiración espontánea es la claveEstudios clínicos recientes muestran el efecto nega tivo que ejercen tanto la relajación como las sedaciones intensas so bre las funciones pulmonares. El mantenimiento del tono muscular res piratorio, en especial el diafragma, es un factor clave para redu cir sensiblemente el riesgo de atelectasia. Una modesta colaboración p or parte del paciente al conjunto del volumen minuto suministrad o, incluso a través de pequeños volúmenes corrientes (respiració n superficial), redunda en mejores valores para la relación ventila ción / perfusión y la Capacidad Funcional Residual (CFR).

La ventilación adaptada al paciente :

� no implica únicamente la disponibilidad de un disparo (trigger) extremadamente rápido.

� debe evitar una lucha entre el paciente y la máquina que resulta con frecuencia de la incapacidad de reacción del ventilador ante las demandas del paciente .



Valores de los parámetros respiratorios comúnmente aplicadosen la práctica para determinar la indicación de la VM

� Frecuencia respiratoria > 35 rpm

� Capacidad Vital ( VC ) < 15 ml/kg p

� Presión arterial de O2 ( PaO2 ) < 60 mmHg

� Presión arterial de CO2 ( PaCO2 ) > 55 mmHg

� Fuerza inspiratoria negativa máxima ( NIF ) < 25 mbar

Sin embargo, no debe pensarse que estos parámetros constituyen criterios únicos. Si bien son útiles, no deben nunc a considerarse al margen del contexto clínico que presente el paci ente y de susituación evolutiva.


CURVA DE PRESION

RESPIRACION ESPONTANEA


Presión supratmosférica

Presión subatmosféricaInspiración

Paw

Espiración

Tiempo

RESPIRACION MANDATORIAPaw

Tiempo

Inspiración EspiraciónPresión atmosférica

Presión supratmosférica


CURVAS DE PRESION Y FLUJO

Paw

Tiempo

1 2

V Flujo Inspiratorio

La Inspiración se divide en dos fases :Fase de Insuflación + Pausa Inspiratoria.� Fase de Insuflación ( 1 ) : se produce la entregade gas a los pulmones. La Presión Pico resultantedependerá de la Resistencia y Compliance delpaciente, así como de los ajustes de VT y flujorealizados en el respirador.La curva de flujo representa un patrón de flujoconstante, en el que se mantiene durante toda lala insuflación un valor estable de flujo con igualcomienzo y fin a pesar de las posibles variacionesen las características mecánicas del paciente.� Fase de Pausa o Plateau Inspiratorio ( 2 ) :Se caracteriza por un flujo cero, donde se mantieneen los pulmones el volumen entregado durantela insuflación. La presión en la vía aérea desciend ey se mantiene estática, como una meseta, mientrastranscurre la Fase de Plateau.

Inspiración

P pico

P plateau

1 2

Flujo Espiratorio


CURVAS DE PRESION Y FLUJO

Paw

TiempoEspiración

VTiempo

En La Espiración , el volumen de gas previamenteinsuflado sale libremente al exterior a través de l avía aérea del paciente y la tubuladura espiratoria delrespirador. El vaciado pulmonar se produce de una forma pasiva, no interviniendo activamente elventilador en esta fase.El flujo durante la fase espiratoria está originado porla retracción del pulmón y caja torácica, que expel enel gas hacia el exterior, siendo la combinación de laresistencia de la vía aérea del paciente y la delventilador los determinantes del flujo espiratorio.La presión en la vía aérea se va aproximando a lapresión atmosférica hasta que desaparece elgradiente entre ambas.En ocasiones, el flujo al final de la espiración pu edeno llegar a cero, debido a una PEEP intrínsecaoriginada por una patología pulmonar previa.

MODOS DE VENTILACION

PRESIOMETRICOS

PCVPCV + PEEPPCV / AsistidaPCV + PEEP / AsistidaBIPAPBIPAP + ASBBIPAP

PLVPLV + PEEPPLV / AsistidaPLV + PEEP / Asistida

VOLUMETRICOS

IPPVIPPV + PEEP (CPPV)IPPV / AsistidaCPPV / AsistidaSIMVSIMV + CPAPSIMV + CPAP + ASB

VOLUMETRICO - PRESIOMETRICOS

Modos de Ventilación

Trabajo de laMáquina 100 %

50 %

Trabajo delPaciente100%

50 %

Evolución de un Paciente Ventilado Mecanicamente

IPPV Asist.

P C V

SIM V / PS

PCV / PS M M V P S C P A P

100

Flujo InspiratorioL/ m

Con un Flujo Inspiratorio alto, nos aseguramos que todo el Volumen Tidal se entregue dentro del Tiempo Inspiratorio fijado, se alargará el Tiempo de Plateau y disminuirá el Tiempo de Insuflación. El Riesgo de trabajar con flujos altos es que aumenta la Presión Pico.

Por consiguiente, aumentaría el riesgo de barotrauma y del fenómeno físico del “Pendelluf”.

Ajuste del Flujo Inspiratorio

Con un Flujo Inspiratorio bajo,evitamos altas presiones pico, pero también acortamos el Tiempo de Plateau. Practicamente todo el Tiempo Inspiratorio es Tiempo de Insuflación. El Riesgo de utilizar flujos inspiratorios bajos es que en algún momento debido a los cambios en la mecánica pulmonar del paciente podamos hipoventilarle.

20

Flujo InspiratorioL/ m

Ajuste del Flujo Inspiratorio

En IPPV el respirador entrega el Volumen Tidal prefijado durante el tiempo inspiratorio definido siguiendo un patrón de flujo constante.

La Presión Pico resultante dependerá de la Compliance pulmonar y de la Resistencia, así como de otros factores, pero el Volumen Tidal permanecerá constante.

IPPV - Ventilación con presión positiva intermitente

Ajustes de Parámetros :

Vt, Flujo inspiratorio, F, I:E , Pmax, PEEP.

Mediante los mandos de F y I:E ajustamos elTiempo Inspiratorio y Espiratorio.

Con el Flujo definimos el Tiempo de Insuflación, determinando así la fase de Plateau.

IPPV - Ventilación con Presión Positiva Intermitente

Con Objeto de evitar la lucha del paciente con el respirador, se ajusta un Trigger, que reconoce el esfuerzo inspiratorio del paciente y le envía una embolada mecánica.

Por eso podemos apreciar en el gráfico como la frecuencia monitorizada es superior a la ajustada, lo que nos indica que el paciente ha disparado unas emboladas mecánicas. El riesgo de la IPPV / Asistida es la hiperventilación, producida si el paciente “ dispara “ el trigger en exceso.

IPPV / ASISTIDA - Ventilación mecánica asistida

Trigger por flujo

� En todas las modalidades ventilatorias el trigger esta conectado

solo en IPPV puede ser desconectado

� El Trigger esta permanentemente disponible para el paciente y el esfuerzo es indicado en el display (sw 2.05 Pat. Symbol)

� Una presión inicial de 0.2 mbar - gota de agua - activa el suministro del flujo al paciente para una respuesta rápida

1 ... 15 L/minOFF/ (IPPV) / OFF

TriggerL/min

5

-1

-5

10

[mbar]P

-0,2

t [s]1

2

20

108642

[L/min]V

SpontanerSpitzenflow

25% vomSpitzenflow

t [s]

12

ASB-Triggere.g. Flowtrigger 15 L/min

15

ASBEinstellwert

25 mlVolumen

3 5

4

Con el mando de Pmax ajustamos el valor de Pmax 3 ó 4 mbar por encima del valor de la Presión Plateau, con esto nos aseguramos una ventilación volumétrica limitada por presión pero a volumen constante. Los posibles efectos de altas presiones pico, así como de “pendelluf” se evitan, asegurando una ventilación más idónea al paciente.

PLV - Ventilación Limitada por Presión a Volumen Con stante

En PCV el respirador entregará las emboladas mecánicas a una presión inspiratoria constante, con un patrón de flujo decelerante y a la frecuencia seleccionada. El Volumen Tidal en PCV será el resultado de multiplicar la Compliance del paciente por el diferencial de presión entre la Presión inspiratoria y la PEEP. Las variaciones de Compliance pulmonar originarán cambios en el Volumen Tidal, pero la Presión inspiratoria siempre se mantendrá constante.

PCV - Ventilación controlada por presión

BIPAPBIPAPBIPAPBIPAP

• Más confortable para el paciente, mayor facilidad para el destete

• Reducción de la invasividad Ventilatoria

• Reducción de la sedación

• Único modo ventilatorio desde la intubación hasta el destete

Respiración Espontanea

BIPAP

Ventilación Controlada por presión combinada con respiración espontánea

PCV

SIMV - Ventilación Mandatoria

Fase Mandatoria

Fase Espontánea

( f IM V )

( f , I : E ) Fase donde el paciente puede respirar espontaneamente

Ciclo de la SIMV, donde la Fase Mandatoria se def ine igual que en IPPV( volumétrica ) y en la Fase de Espontánea puede aj ustarse un nivel de Presión de Soporte ( ASB ).

Ajustes de Parámetros :

Para la Fase Mandatoria el Ti se ajusta con la f y la Relación I:E, el Tiempo de Plateau con el mando de Flujo inspiratorio.

Con el mando de f IMV ajustamos el tiempo de ciclo.

Para la Fase de Espontánea podemos ajustar un nivel de CPAP, un nivel de Presión de Soporte (ASB) y el ajuste del flujo inspiratorio de la Presión de Soporte si ésta se encuentra activada ( Tiempo de retardo de alcance de presión ).

SIMV - Ventilación Mandatoria Intermitente Sincroniza da

En esta gráfica observamos como el paciente respira espontaneamente y el respirador envía unas emboladas mecánicas volumétricas según la f IMV ajustada.

La gran ventaja de la SIMV es que mantiene constante la frecuencia de emboladas mandatorias ajustadas y las sincroniza con la inspiración del paciente.


En esta gráfica podemos observar como cada espontánea que realiza el paciente se recompensa con una Presión de Soporte previamente ajustada por el usuario.

En caso que las espontáneas del paciente sean débiles, las podremos apoyar con una Presión de Soporte ( ASB ).


Igual que en IPPV, podemos ajustar un nivel de Pmax, por medio del mando de Pmax , que nos permita limitar la Presión inspiratoria máxima manteniendo el volumen constante dentro de la fase mandatoria de la SIMV.

Para la fase de Espontánea podemos ajustar un nivel de Presión de Soporte y un nivel de CPAP.

SIMV - PLV : Ventilación Limitada Por Presión a Vol umen Constante

Durante la Fase Mandataria podemos ajustar una embolada mecánica que se comporte como una PCV con el mando de la Pmax, mientras que en la Fase de Espontánea podemos ajustar un nivel de Presión de Soporte para favorecer las espontáneas del paciente, así como un nivel de CPAP.

SIMV - PCV : Ventilación Controlada Por Presión

Trabajo de laMáquina 100 %

50 %

Trabajo delPaciente100%

50 %

BIPAP - BIPAP/ASB - APRV- CPAP

Modos de Ventilación

Ajustes de Parámetros.

Ajuste de los niveles de presión :con los mandos de Presión inspiratoria y CPAP.

Ajuste de los tiempos :con los mandos de Frecuencia y relación I:E.

Regulación del Flujo inspiratorio alpasar de CPAP a P inspiratoria : con el mando de Rampa de Presión ( ).

BIPAP - Ventilación Regulada por Presión

La BIPAP es una combinación de Ventilación controlada por presión ( PCV ) y de respiración espontánea del paciente.

La respiración espontánea se permite a cualquier nivel de presión en cada fase del ciclo respiratorio.

Al igual que en la PCV, el paciente no recibe un Volumen Tidal prefijado, éste dependerá principalmente del diferencial de presión entre la Presión inspiratoria y la PEEP. A mayor diferencial de presión mayor VT.

BIPAP - Ventilación Regulada por Presión

La respiración espontánea del paciente es posible, al igual que en BIPAP, en los dos niveles de presión, permitiéndonos además aplicar una Presión de Soporte en el nivel de CPAP.

La duración del ciclo viene dada por la Fimv, mientras que el tiempo inspiratorio se ajusta con los mandos de F y I:E.

El mando de Tiempo de Alcance de Presión tiene dos funciones : Incremento de la CPAP hasta la Presión inspiratoria en la mandatoria e incremento de la CPAP hasta la Presión de Soporte cada vez que el paciente dispara ésta.

BIPAP - ASB : BIPAP con Presión de Soporte

Se ha observado que determinados pacientes que se encuentran en CPAP retienen CO2, lo que hace que el nivel de PaCO2 aumente. En estos caso se ha reportado en la literatura médica que la posibilidad de liberar la presión de CPAP y pasar a una CPAP menor durante un corto espacio de tiempo permite lavar CO2 ( espiración forzada), disminuyendo la PaCO2. Esta es la razón de la APRV .

APRV :( BIPAP) con Liberación de Presión

Modalidad ventilatoria donde el paciente puede respirar espontaneamente durante todo el ciclo. El ajuste de una presión positiva continua en la vía aérea mejora las espontáneas del paciente y aumenta su Capacidad Residual Funcional.

CPAP- Respiración Espontánea con Presión Positiva Co ntinua

Mediante la aplicación de un nivel de Presión de Soporte ( ASB ), se consigue optimizar las espontáneas del paciente. En el Evita-2 podemos regular la entrega del gas inspiratorio por medio del mando de retardo. Cuando posicionamos el mando en 0 desde el momento en que el paciente dispara la presión de soporte hasta que se alcanza el nivel ajustado se tarda 0 sg. Para conseguir esto el flujo inspiratorio es el flujo pico máximo.

CPAP- ASB : CPAP con Presión de Soporte

En este caso el ajuste del mando de retardo es de 1 sg, lo que significa que se tarda 1 sg en alcanzar el nivel de presión de soporte ajustado una vez que el paciente inicia la inspiración. Para conseguir esto el flujo inspiratorio se regula y podemos observar como el pico de flujo es menor que en la gráfica anterior. Podemos adaptar el nivel de presión soporte a cada tipo de paciente regulando el flujo inspiratorio.

CPAP- ASB : CPAP con Presión de Soporte

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