OBSTRUCCIÓN

DIURNA Y NOCTURNA

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DIURNA Y NOCTURNA

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El estudio de la obstrucción de las vías aéreas se desarrolla en las clases Exploración Funcional Pulmonar, Curva Flujo-Volumen, a las que deberá remitirse para una mayor ampliación del tema.

Hay obstrucciones que se desarrollan fundamentalmente durante el sueño y pueden constituir alteraciones diferentes a las que se observan en vigilia o durante el día.

Hay diferentes caracteristicas de los tubos elásticos y las presiones transmurales que se generan descritas por Starling. En esta clase se amplia el tema para poder describir los fenómenos obstructivos que se producen especialmente durante el sueño.

La presión crítica de apertura y de cierre es un concepto muy importante para entender las relaciones entre flujo, presión y calibre de las vías .aéreas pulmonares. Se ha desarrollado en esta clase porque amplía enormemente el análisis hecho generalmente en fisiologia.

Las vías aéreas superiores, como nariz, faringe, laringe y traquea tienen un papel fundamental en las obstrucciones generadas durante el sueño, de una manera mas determinante que en las obstrucciones diurnas.

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OBJETIVOS

OBSTRUCCION DE LAS VIAS AEREAS

DIURNADIURNA

NOCTURNANOCTURNA

OBSTRUCCION DE LAS VIAS AEREAS

DIURNADIURNA

NOCTURNANOCTURNA

MENU GENERAL

CURVA FLUJO VOLUMEN CURVA FLUJO VOLUMEN

CARACTERIZACION DE PROCESOS

OBSTRUCTIVOS DIURNOS

CARACTERIZACION DE PROCESOS

OBSTRUCTIVOS DIURNOS

VOLUMEN EN ESPIRACIÓN FORZADAVOLUMEN EN ESPIRACIÓN FORZADA

MENU GENERAL

OBSTRUCCION DIURNAOBSTRUCCION DIURNALas pruebas de laboratorio para determinar la obstrucción de las vías aéreas, son en general logradas a través de esfuerzos voluntarios a fin de aumentar los flujos y hacer evidentes las patologías de tipo obstructivo.

Las técnicas mas habituales son:

� Volumen en espiración forzada en el primer segundo (VEF1).

� Curva Flujo Volumen

� en aire

� en mezclas enriquecidas con Helio

· Pero las apneas del sueño obstructiva (AOS) o central (AC) no necesariamente se puede detectar durante las pruebas habituales con el individuo despierto, por lo que es preferentemente explorada durante un período de sueño prolongado y a través de técnicas como el polisomnograma.

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Como consecuencia de su enfermedad tienen

� la CVCV disminuida ( puntos ad puntos ad )

Pacientes que tienen asma, enfisema, bronquitis, presentan una reducción permanente o variable del calibre de las vías aéreas.

a

b

c

d

e

0 1 2 3 SEGUNDOS

CPTCPT

CFRCFR

CVF

Paciente Paciente OBSTRUCTIVOOBSTRUCTIVO

El VEF1 ( ) está reducido según la gravedad de la obstrucción presente en el individuo. El VEF3 ( ) es una medida del volumen de gas atrapado dentro del pulmón, debido a la espiración forzada; es una indicación sobre la tendencia a generar aumentos del volumen residual .

� el VRVR aumentado ( puntos de puntos de )

� la CFRCFR aumentada ( puntos ce puntos ce )

Estas variaciones dependen de la gravedad de la patología obstructiva. Además hay variaciones del flujo entre vigilia y sueño, que no se pueden prever por las pruebas habituales.

� la CPTCPT aumentada o normal( puntos a e puntos a e )

VRVR

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CUANTIFICACION DE LA OBSTRUCCIONCUANTIFICACION DE LA OBSTRUCCION

La utilización del VEF1 permite establecer el grado de severidad de la patología existente. También es usado para cuantificar la mejoría producida por los broncodilatadores u otro tipo de tratamiento, a fin de establecer formas terapéuticas adecuadas.

Obstrucción Valor del VEF1

leve entre 70% y 65%

moderada entre 65% y 50%

severa entre 50% y 35%

muy severa por debajo de 35%

3 de 3Lea la clase Exploración Funcional Pulmonar MENU

Si una vez completada una inspiración máxima se le indica al individuo la realización de una espiración forzada, se genera el Flujo Espiratorio Pico (FEP) que depende de una suma de fenómenos, entre los cuales se puede mencionar

la fuerza muscular la retracción elástica del pulmón el calibre de las vías aéreas.

Sus valores disminuidos con respecto a los de predicción indican procesos obstructivos de vías aéreas menores y mayores (intra o extratorácicas)Los Flujos Espiratorios Máximos a volúmenes espiratorios entre 50 y 25% de volumen intrapulmonar FEM50

Flu

jo

(l/s

)i

Capacidad Vital (litros)

Flu

jo

(l/s

)e

0 1 2 3 4 5

0

2

4

6

8

10

12

-2

-4

-66

CURVA FLUJO - VOLUMENCURVA FLUJO - VOLUMEN

FEP

FEM 25

FEM 50

FEM25

están fundamentalmente determinados por el calibre de las vías aéreas menores. Sus valores disminuidos con respecto a los de predicción indican procesos obstructivos como asma, enfisema, bronquitis.

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Lea la clase Curva Flujo-Volumen MENU

AUMENTO DE VELOCIDAD DEL GASAUMENTO DE VELOCIDAD DEL GAS

CARACTERIZACION DE PROCESOS OBSTRUCTIVOS NOCTURNOS

CARACTERIZACION DE PROCESOS OBSTRUCTIVOS NOCTURNOS

VÍAS AÉREAS SUPERIORES (VAS)VÍAS AÉREAS SUPERIORES (VAS)

RESISTOR DE STARLING RESISTOR DE STARLING

COMPLACENCIA COMPLACENCIA

TONO MUSCULARTONO MUSCULAR

MENU

GENERAL

TUBOS ELASTICOSTUBOS ELASTICOS

Starling describió los aspectos físicos de los tubos elásticos incluidos en un sistema que lo rodea y que genera presiones variables exteriores al tubo.

En la porción sensible disminuye la presión transmural (PTM = PIM - PEM) cuando la PEM es positiva

ingreso egreso

La física clásica descrita por Poiseuille se refiere a

tubos rígidos indeformables

con fluidos ideales que no sufren roce

no se produce caída de presión a lo largo del tubo

la resistencia del tubo al fluido es constante

ingreso egreso

Al circular fluidos reales, dependiendo del radio del tubo, tipo de gas y de la velocidad de circulación, hay una caída de presión a lo largo del tubo. (presión intramural = PIM).

o la PIM es negativa.

Este modelo, llamado “resistor de Starling”, se completa con una porción elástica que es sensible a las presiones extramurales (PEM) ejercidas por el sistema que lo rodea.

Como el tubo es elástico disminuye su radio y también su flujo.

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MENULea la clase Hidrodinámica

La presión crítica es una propiedad fundamental de los tubos elásticos y permite entender al “resistor de Starling” como productor de la apnea.

PTM

Flujo

Cuando la PTM disminuye se produce un flujo cada vez menor, hasta alcanzar un flujo mínimo. Las relaciones no son necesariamente lineales; sólo se trata de presentar un ejemplo simplificado.Pero interesa en este tema un concepto fundamental que rige el comportamiento de los tubos elásticos: la presión crítica.

Cuando se reduce mas la PTM se llega a un punto donde el flujo bruscamente se hace nulo, aunque esto no marca una diferencia fundamental con un tubo rígido.

Para producir el proceso inverso, es decir para lograr el inicio del flujo a través del tubo elástico es necesario que se produzcan aumentos de la PTM por encima de la presión crítica ( ). Los aumentos de PTM por debajo de este valor no producen flujo de gas.Ello conduce a la presencia de una resistencia aumentada y a la generación de flujos mínimos a pesar de variaciones importantes de la PTM.

Esto explica por una parte la génesis de las apneas del sueño y alerta sobre la necesidad y la importancia de asegurar variaciones mínimas de presión en la ventilación y estabilizar el sistema elástico colapsable.

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ingreso egreso

La complacencia de la vía ( V / P ) mide la variación de volumen producida en el tubo elástico con el cambio de la presión transmural (PTM = PIM - PEM).

Ello significa que ligeros movimientos ventilatorios inspiratorios que necesariamente producen presiones subatmosféricas intraalveolares, aunque aseguran el ingreso de gas al pulmón, pueden llevar al colapso de las vías aéreas superiores.

PTM = PIM - PEM

PIT -PIT -Si es una estructura con complacencia alta, pequeñas presiones intramurales (PIM) negativas, pueden reducir la luz y llevar al colapso de la vía por una gran variación de volumen intraluminar.

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MENULea la clase Complacencia Pulmonar

Se desarrollará a continuación la Presión Intratorácica negativaclic

ingreso egreso

Cuando por cualquier causa aumenta la resistencia de la porción elástica y se generan mayores PIT negativas intraalveolares para mantener el flujo inspiratorio, en una aparente paradoja se reduce aún mas la vía y el flujo disminuye. Se puede producir una Apnea Obstructiva del Sueño por esta causa.

Un efecto similar al explicado anteriormente se produce por la presiones extramurales (PEM) positivas. La disminución por esta causa de la PTM (PTM = PIM - PEM) es equivalente a un aumento de la resistencia o a una disminución del radio.

La obesidad tiene un efecto importante por el crecimiento del tejido adiposo que rodea a las estructuras de las vías aéreas superiores.

También pueden existir masas tumorales o de otro tipo que. aumentan las PEM.

PTM = PIM - PEM

PIT -PIT -

El fenómeno que genera la histéresis estará agravado cuando aumenta el trabajo ventilatorio.

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PRESION

VOLUMEN

Existe un fenómeno llamado histéresis, que describe la relación entre la presión generada y el volumen desplazado en sistemas elásticos.

El estiramiento del sistema ( ) se produce con presiones mayores para desplazar el mismo volumen.

El acortamiento ( ) se produce utilizando parte de la energía elástica acumulada en el estiramiento y el mismo

volumen se desplaza con presiones menores. Por esta y otras causas la presión inspiratoria es mayor que la espiratoria a igual volumen..

Las líneas de histéresis descritas sufren modificaciones por diversas causas.

Una de ellas es la presencia de líquidos con propiedades tensioactivas en las paredes internas de los tubos elásticos; esto significa que la tensión superficial (TS), fuerza que dificulta el estiramiento puede...................................................... estar reducida.

Otra causa puede ser la modificación de las características de las paredes elásticas del tubo. Cuando por causas cardiovasculares, por aumento de presión aumenta el volumen de sangre intravascular y los tejidos aumentan de volumen,

Durante el ronquido, un fenómeno estrechamente relacionado con las apneas obstructivas del sueño, se puede producir inflamación, edema tisular, con consecuencias similares.

La tendencia al colapso será menor.

cambian sus características elásticas y disminuyen su complacencia.

TS TS

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El tono muscular es un factor importante en el mantenimiento de la permeabilidad de la vía aérea. Debe señalarse en primer lugar que está disminuido durante el sueño y conduce normalmente a un aumento de la resistencia.

egresoingreso

Existen músculos que son fijadores de las estructuras colapsables que tienen períodos de contracción previos a los del diafragma. Ello asegura que cuando comienzan a aumentar las presiones subatmosféricas intrapulmonares durante la inspiración la PIM tendrá poca modificación .

Cuando la coordinación de la señal nerviosa central se altera se produce una inestabilidad de la zona colapsable de las vías aéreas superiores que puede conducir a una apnea obstructiva.El uso de alcohol, de sedantes disminuye el tono muscular, por lo que puede ser una causa importante de cierre del sector elástico y colapsable de las VAS, descrito como un resistor de Starling.

Como una de las características de las apneas producidas por obstrucción de las VAS es la incapacidad en lograr un sueño estable, es común la ingestión de sedantes para resolver este aspecto del problema, lo que complica aún mas la obstrucción.La estructura muscular de las vías aéreas superiores y específicamente la faringe, donde se ubica la zona generadora de las obstrucciones nocturnas, es sumamente compleja; existe además una regulación nerviosa de su actividad de contracción o relajación en relación con el control ventilatorio .

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obstrucción de las vías aéreas menores o mayores

disminución de complacencia pulmonar

actividad no coordinada del diafragma con los músculos de las Vías Aéreas Superiores.

ingreso egreso

PIT -PIT -

Cuando aumenta la resistencia en el ingreso de gas al “resistor de Starling”

R >

el gas ingresa por la presión subatmosférica que se genera en el otro extremo y aumenta la posibilidad de que el sistema alcance la presión crítica y el flujo se reduzca hasta cero.

Numerosas son las causas que producen un aumento de la PIT negativaaumento de la PIT negativa como

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El aumento de velocidad del gas puede conducir a una disminución de la PIM de las VAS, por aumento de la energía cinética (Ec) o movimiento acelerado del gas.

La resistencia de las Vías Aéreas Superiores debe ser analizada con criterios funcionales diferentes a la simple aplicación de un principio físico.

Existe una zona colapsable responsable de los mayores cambios y no es fácil de explorar y de definir con exactitud su ubicación anatómica al variar su funcionalidad.

Ec EcEc EcEl ronquido es un fenómeno que produce edema de glotis y aumento de la velocidad del gas en las vías aéreas superiores y genera oscilaciones de presión en el sistema.

La nariz, con procesos de obstrucción o congestión es un factor importante en la desestabilización de los sistemas de tubos elásticos y en la aparición de apnea del sueño.

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Muchas de las variaciones antes desarrolladas son aplicables al Sistema Cardiovascular y sus redes capilares.

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NARIZNARIZ

VIA AEREA SUPERIOR ( V A S ) VIA AEREA SUPERIOR ( V A S )

GENERALGENERAL

FARINGE y LARINGEFARINGE y LARINGE

DIAFRAGMA y VASDIAFRAGMA y VAS

NORMALNORMAL

PATOLOGIAPATOLOGIA

MENU

GENERAL

POLISOMNOGRAMAPOLISOMNOGRAMA

No es común considerar que las dos terceras partes de la resistencia ofrecida al paso de gas se ejerce en las vías aéreas superiores (VAS), compuestas por

nariz faringe

Normalmente la resistencia inspiratoria es mayor que la espiratoria y ésta fundamentalmente se ejerce a nivel hipofaríngeo.

Se ha descrito anteriormente el resistor de Starling, el que anatómicamente estaría ubicado en la hipofaringe, pero tal como fue descrito tiene una modulación ejercida por numerosos factores de difícil......................... identificación y cuantificación.

La presión crítica es el valor mínimo al cual la vía es permeable; cuando se baja de este valor es necesario un gran aumento de presión para lograr una nueva apertura.

No puede medirse la resistencia nocturna con pruebas durante la vigilia, lo que constituye una de las limitaciones principales.

Además esta resistencia se duplica o triplica durante el paso de vigilia a sueño, por estrechamiento de diverso tipo de las VAS.

laringetráquea

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La obstrucción o congestión nasal puede:

generar reflejos de interrupción de la ventilación (apnea central)

inducir ventilación bucal y producir un estrechamiento hipofaríngeo.

hacer necesaria una mayor presión inspiratoria, generando presiones subatmosféricas intratorácicas (PIT) altas, que producen inestabilidad y potencian el colapso faríngeo.

Contribuye a generar apnea obstructiva (AOS) y apnea central (ACS) del sueño y puede resultar de esta obstrucción un “despertar” o un paso de sueño a vigilia.

La permeabilidad de la nariz asegura el normal flujo de aire, inspiratorio y espiratorio. Durante el sueño la ventilación es fundamentalmente nasal.

A pesar de su alta influencia en el funcionamiento del resistor de Starling, la corrección quirúrgica del tabique nasal desviado no parece ser exitosa en la corrección de la apnea del sueño.

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La Orofaringe está ubicada entre el paladar blando y la base de la lengua

La Hipofaringe se extiende desde la base de la lengua hasta la laringe

La Nasofaringe se extiende desde la pared posterior de las fosas nasales hasta el paladar blando.

La Faringe se compone de tres partes :

No se hará una descripción anatómica de esta porción de las VAS.Es tal vez mas necesario para la comprensión del tema de la apnea del sueño, el señalar la necesidad de entender la regulación muscular, refleja, de posición, no solo en cuanto a la ventilación sino también en la deglución, en la fonación, en la posición corporal. Es un sistema vital de integración de numerosas señales nerviosas, químicas, reflejas, voluntarias e involuntarias.

En esta estructura de la faringe se supone que aproximadamente 1 cm es la parte colapsable y responsable de las apneas del sueño. No es común que se pueda identificar anatómicamente con certeza.. y por ello es difícil su corrección.

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VIA AEREA SUPERIOR Y AOSVIA AEREA SUPERIOR Y AOS

� Hipertrofia de adenoides y tonsilar

� Parálisis de cuerdas vocales

� Acromegalia Linfoma de Hodkin’s (tejido linfoide en faringe)

� Micrognatia

� Tiroides ectópica

� Edema de vías superiores por radiación o fibrosis

� Retrognatia

� Deformación de mandíbula (artritis, rotura )

� Cifoescoliosis severa

� Enfermedad de Cushing

Son numerosas las anormalidades de la Vía Aérea Superior (VASD) descritas por D.W. Hudgel que pueden producir Apnea Obstructiva y en algunos casos también Apnea Central del Sueño

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OBSTRUCCIÓN NASAL

Pólipos

Tabique desviado

Rinitis crónica

Tumor de VAS

MALFORMACION DE MANDIBULA

Artritis

Macro y micrognatia

AcromegaliaTonsiles y adenoides grandes

Cuerdas vocales

paralizadas

Obesidad

Lengua grande

Amiloidosis

Síndrome de Down

Acromegalia

Hipotiroidismo

Paladar blando

agrandado

MALFORMACIONES COMUNESMALFORMACIONES COMUNES

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Numerosas técnicas se han desarrollado para detectar las anormalidades señaladas anteriormente.

La tomografía computarizada, la cefalometría, la fluoroscopía, las imágenes por resonancia magnética, las reflección de ondas sonoras, la nasofaringoscopia, son algunos de las avanzadas técnicas para identificar alteraciones anatómicas, que generalmente se corrigen quirúrgicamente.

Sin embargo no es tan común como intuitivamente se piensa, que los pacientes con apneas del sueño presenten trastornos anatómicos, sino que generalmente son funcionales.

Suele estudiarse el estrechamiento de faringe con pruebas como la maniobra de Mueller, o inspiración forzada sin ingreso de gas, que genera presiones intratorácicas negativas de hasta 100 mmHg. Es una modificación que se asemeja en gran medida la que sufre un individuo con apnea del sueño.

También por reinhalación se puede explorar si se encuentra una respuesta inadecuada al CO2.

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POLISOMNOGRAMAPOLISOMNOGRAMA

La obstrucción de vías aéreas superiores no necesariamente está presente en los estudios habituales de un laboratorio de función pulmonar: puede ocurrir que no exista una obstrucción diurna.

La apnea obstructiva del sueño se produce por distintas causas y es necesario un adecuado diagnóstico del tipo de obstrucción, ubicación anatómica, tamaño, variación funcional por volumen, presión y flujo de gas.

Como es muy común la elección de la corrección quirúrgica es absolutamente indispensable la realización de un polisomnograma antes de proceder a correcciones quirúrgicas para determinar la real existencia de obstrucción nocturna y su incidencia en los trastornos del sueño. Además es un control posterior indispensable para determinar si la cirugía............................................ ha sido exitosa o no.

La obstrucción durante el sueño debe ser entendida de manera diferente a la descripción física de la resistencia, tal como se entiende en la ley de Poiseuille. Esta ley fue propuesta para fluidos ideales y tubos rígidos, de régimen constante.

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El tubo a través del cual circula el gas (nariz, faringe, laringe) debe ser entendido como un tubo elástico. Además el tubo elástico funciona como un resistor de Starling, con una porción colapsable, que cambia su resistencia de acuerdo a regulaciones de tipo físico, reflejo, anatómico y funcionales de variado tipo

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DIAGNOSTICO DE OBSTRUCCIONES DIAGNOSTICO DE OBSTRUCCIONES NOCTURNAS (AOS)NOCTURNAS (AOS)

POLISOMNOGRAMAPOLISOMNOGRAMA

Electroencefalograma (EEG) Electroencefalograma (EEG)

Electro-oculograma (EOG)Electro-oculograma (EOG)

Flujo nasal (FN)Flujo nasal (FN)

Movimiento de abdomen (MAbd)Movimiento de abdomen (MAbd)

Movimiento de tórax (MTo)Movimiento de tórax (MTo)

Movimiento de miembros inferiores (MMI)Movimiento de miembros inferiores (MMI)

Movimiento de mandíbula (MM)Movimiento de mandíbula (MM)

Electrocardiograma (ECG)Electrocardiograma (ECG)

Saturación de oxigeno (SSaturación de oxigeno (SO2O2))

Ruidos en Micrófono (R)Ruidos en Micrófono (R)

92 92 92 92 92 92 90 86 84 8292 92 92 92 92 92 90 86 84 82

No se desarrollarán en detalle las características del estudio de sueño. Se presenta un polisomnograma realizado en un paciente con AOS.

y la aparición de movimiento de mandíbu las (MM) indican la aparición de un “despertar” o de regreso a la vigilia.

El cambio de ondas del EEG

EEG a

b

c

d

MM

EOGIEOGDEOGIEOGDECG

FN

MTo

MAbdSO2SO2

RR

El EEG se registra con varios electrodos a fin de diferenciar el sueño sin y con movimiento retroocular (NREM y REM)

El movimiento de los ojos se estudia por el retrooculograma de ojo izquierdo y derecho (EOGI EOGD) lo que permite caracterizar al sueño REM

El movimiento de los ojos se estudia por el retrooculograma de ojo izquierdo y derecho (EOGI EOGD) lo que permite caracterizar al sueño REM

La frecuencia cardiaca se determina por el electrocardiograma (ECG) al igual que diferentes alteraciones cardíacas (bradicardias, arritmias, paro sinusal).

El flujo nasal (FN), el movimiento de tórax (MTo) y el movimiento de abdomen (MAbd) se analizan en conjunto.

El FN se interrumpe por la obstrucción de las vías aéreas superiores (AOS) pero los MTo y MAbd se mantienen.

Cuando se vence la obstrucción finaliza la AOS por lo que se restituye el FN.

Como medida del transporte de gases en sangre se mide la saturación de oxígeno (SO2) de manera continuaCon un micrófono se registran los ronquidos (R), habituales en la AOS.

2 de 2RESUMEN FINAL MENU

La descripción de las patologías y del polisomnograma como única forma diagnóstica de alteraciones ventilatorias durante ........................................ el sueño se ofrecen como información útil y necesaria. FIN

Es necesario reconocer la presencia de obstrucciones de las vías aéreas que se desarrollan de diferente manera durante la vigilia y durante el sueño. Algunas alteraciones simplemente se agravan durante el sueño, pero hay otras que son específicas y deben ser diferenciadas.Se han ampliado los conceptos básicos de los tubos elásticos que se desarrollan en las clases de Presión y de Hidrodinámica pues es necesario entender una patología que se ha estudiado de manera relativamente reciente y que a veces no es bien comprendida.La ley de Poiseuille describe las relaciones entre radio, flujo y presión en un tubo rígido y con un fluido real. El principio de Bernouille amplía el modelo con el movimiento del fluido, es decir describe la hidrodinámica.

Starling describe un tubo elástico con mayores detalles y con mas variables incorporadas, hasta describir la incidencia de las presiones intra y extramurales.

El concepto de presión crítica aclara de manera funcional el comportamiento de los tubos elásticos en los procesos de cierre y de apertura, que es un factor sumamente importante en el trabajo ventilatorio necesario para alcanzar una ventilación normal.

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CONCLUSIONES