Ventilación Mecánica: Evolución
histórica y Principios básicos.
(Dr. M. A. Taberna. Servicio de Medicina Intensiva. Hospital Ntra. Sra del Prado. Talavera)
REUNIÓN DE MEDICINA INTENSIVA DE CASTILLA LA
MANCHA (SOMIUCAM). Talavera de la Reina,
19 -20 de Febrero de 2010
Minino de Cheshire, ¿podrías
decirme, por favor, qué
camino debo seguir para salir
de aquí?
Esto depende en gran parte
del sitio al que quieras llegar dijo el Gato.
--No me importa mucho el
sitio... --dijo Alicia.
--Entonces tampoco importa
mucho el camino que tomes -dijo el Gato.
--... siempre que llegue a
alguna parte --añadió Alicia
como explicación.
--¡Oh, siempre llegarás a
alguna parte --aseguró el
Gato--, si caminas lo
suficiente!
•
•
•
•
ANATOMÍA
FISIOLOGÍA
HISTORIA DE LA VENTILACIÓN MECÁNICA
NOCIONES BÁSICAS.
ANATOMÍA
Anatomía.
• Vía aérea de conducción.
• Unidades de intercambio gaseoso.
Vía aérea de conducción.
• calienta el gas inspirado
• humedece y satura de vapor de agua
• filtra partículas extrañas
Vía aérea de conducción.
• Vía aérea alta o
superior:
– Nariz
– Faringe
– Laringe
Vía aérea de conducción.
•
Vía aérea inferior o baja:
– Borde inferior cartílago
cricoides
– Tráquea y bronquios
• bronquios que poseen
cartílagos en sus
paredes (generaciones
1,2,3)
• bronquiolos
(generaciones 4 a 15)
• bronquiolo terminal
(generación 16)
ESPACIO
MUERTO
ANATÓMICO
150 ml
Unidades de intercambio gaseoso
INTERCAMBIO GASEOSO.
2500 – 3000 ML
•
•
•
•
El acino o unidad respiratoria pulmonar
Bronquiolos respiratorios (generaciones 17, 18, 19)
Conductos alveolares (generaciones 20,21 Y 22)
Sacos alveolares (generación 23)  10-16 alvéolos
Irrigación sanguínea
• doble aporte sanguíneo:
– circuito menor a través de las arterias pulmonares (sangre
venosa)
– circuito mayor (circulación sistémica), por mediación de las
arterias bronquiales (sangre arterial), que proceden de la
porción proximal de la aorta torácica o de las intercostales
superiores
• Las venas bronquiales desembocan en la vena ácigos y en la
aurícula derecha, y en una pequeña cuantía en las venas
pulmonares.
FISIOLOGÍA
Etapas de la respiración
• VENTILACIÓN
– Concepto de flujo:
– Mecánica pulmonar:
• PERFUSIÓN
• INTERCAMBIO GASEOSO
– Difusión
– Relación V/Q:
• TRANSPORTE DE GASES
Ventilación. Concepto de flujo.
• VENTILACIÓN: Es el proceso que conduce un
flujo de aire hasta el alveolo, durante la
inspiración y un flujo de aire, en sentido
contrario, en la espiración.
Ventilación. Concepto de flujo.
• El flujo (de un gas o un líquido), es un
volumen en una unidad de tiempo (l/m) o lo
que es igual, "la velocidad" a la que se mueve
ese gas o líquido.
Etapas de la respiración. Ventilación.
Concepto de flujo.
•
En la ventilación espontánea, la entrada de aire
hacia los alvéolos es posible gracias a la actividad
de los músculos respiratorios. En la inspiración se
contrae el diafragma (principal músculo
PRESIONES
inspiratorio y responsable REPOSO
del 70% del volumen INSPIRACIÓN
corriente), la caja torácica se ensancha en todos
sus diámetros, la presión pleural se hace más
negativa, el (P
alveolo
se distiende
Atmosférica
760y la presión
760
B)
alveolar desciende por debajo de la presión
atmosférica provocando así la entrada de un flujo
de aire desde el exterior hasta los pulmones.
Pleural (Ppl)
755
750
• Cuando cesa la contracción de los músculos
inspiratorios, la propia elasticidad del tejido
pulmonar genera una presión, llamada de
Alveolar
(Palv)
760
757
retroceso
elástico que se suma
a la presión
pleural y al rebasar la presión atmosférica se
genera el flujo espiratorio.
ESPIRACIÓN
760
755
763
Presiones que intervienen en la ventilación.
PB = presión atmosférica; Pb = presión en boca; Ppl = presión
pleural; Pel = presión de retroceso elástico pulmonar; Palv =
presión alveolar (Ppl + Pel). En posición de reposo del sistema
respiratorio (capacidad residual funcional), La Ppl es negativa (5
cmHrO) y la Palv iguala la Pb.
Etapas de la respiración. Ventilación.
Concepto de flujo.
•
•
En la ventilación artificial, el ventilador
genera una presión positiva sobre un
volumen de gas y lo moviliza insuflándolo
sobre el pulmón, lo que corresponde a la
inspiración.
Una vez ha cesado el flujo a presión
positiva, el retroceso elástico del pulmón
genera el flujo espiratorio igual que en la
ventilación espontánea.
Presiones que intervienen en la ventilación.
PB = presión atmosférica; Pb = presión en boca; Ppl = presión
pleural; Pel = presión de retroceso elástico pulmonar; Palv =
presión alveolar (Ppl + Pel). En posición de reposo del sistema
respiratorio (capacidad residual funcional), La Ppl es negativa (5
cmHrO) y la Palv iguala la Pb.
Etapas de la respiración. Ventilación.
Concepto de flujo.
•
•
•
•
•
El pulmón alcanza la situación de reposo al final
de una espiración no forzada.
Actúan fuerzas elásticas en sentido contrario que
se equilibran: por un lado la caja torácica tiende
a expandirse y por otro el pulmón tiende a
retraerse.
El volumen de aire que queda entonces en los
pulmones se denomina capacidad residual
funcional (CRF).
Este es un concepto fundamental en la
fisiopatología de la insuficiencia respiratoria
aguda ya que es el volumen de gas eficaz para el
intercambio gaseoso y se renueva gracias a la
ventilación.
La disminución de la CRF implica un deterioro en
la oxigenación. Algunas de las maniobras
ventilatorias tienen como finalidad aumentar la
CRF para mejorar el intercambio de gases
Presiones que intervienen en la ventilación.
PB = presión atmosférica; Pb = presión en boca; Ppl = presión
pleural; Pel = presión de retroceso elástico pulmonar; Palv =
presión alveolar (Ppl + Pel). En posición de reposo del sistema
respiratorio (capacidad residual funcional), La Ppl es negativa (5
cmHrO) y la Palv iguala la Pb.
Etapas de la respiración. Ventilación.
VOLÚMENES.
Los volúmenes de aire que se mueven dentro y fuera
de los pulmones y el remanente que queda en ellos
deben ser normales para que se produzca el
intercambio gaseoso.
Los volúmenes pulmonares podemos clasificarlos en:
Volumen corriente (VT): Volumen de una respiración
normal.
Volumen de reserva inspiratoria (IRV): Volumen
“extra” que aún puede ser inspirado sobre el VT.
Volumen de reserva espiratoria (ERV): Volumen que
puede ser espirado en espiración forzada.
Volumen residual (RV): Volumen que permanece en
los pulmones después de una espiración máxima. Las
combinaciones de varios volúmenes son conocidas
como
CAPACIDADES PULMONARES:
Capacidad inspiratoria (IC): Volumen de distensión
máxima de los pulmones. Es la suma de VT + IRV.
Capacidad residual funcional (FRC): Cantidad de aire
que permanece en los pulmones después de una
espiración normal. Es la suma de ERV + RV.
Capacidad vital (VC): Volumen máximo de una
respiración (máxima inspiración + máxima
espiración). VT + IRV + ERV.
Mecánica pulmonar.
• Este proceso es comparable al inflado de un globo a través de una pajilla.
• El resultado final dependerá de la resistencia que oponga la pajilla al paso
del flujo de aire y del grado de elasticidad o distensibilidad del globo.
• la oposición al flujo aéreo se mide en términos de resistencia de la vía
aérea
• la distensibilidad del pulmón y la caja torácica como compliance.
Etapas de la respiración. Ventilación.
Resistencia.
• Los factores que determinan la resistencia de la vía
aérea(Raw) son:
–el calibre de la vía aérea
–el tipo de flujo
–el área de sección total
Etapas de la respiración. Ventilación.
Mecánica pulmonar.
Resistencia.
RESISTENCIA DE LA VÍA AÉREA
• P1 ó presión pico: la presión máxima que se registra
mientras se produce el flujo inspiratorio
• P2 ó presión de pausa: la presión registrada cuando
ya no hay flujo circulante (final de la inspiración)
Etapas de la respiración. Ventilación.
Mecánica pulmonar.
Resistencia.
• El valor normal de Raw se sitúa alrededor de
2,5 cm H2O · L -1 · seg.
• Puede haber aumentos significativos en pacientes
con SDRA (en torno a 9,0), así como en la limitación
crónica al flujo aéreo (alrededor de 26 ,4).
Etapas de la respiración. Ventilación.
Mecánica pulmonar.
Compliance.
• La distensibilidad o compliance (C), se calcula dividiendo el incremento
de volumen entre el incremento de presión originada.
• Dicho incremento de volumen es el aportado al pulmón durante la
inspiración (volumen corriente o tidal) y el incremento de presión alveolar
que éste ha originado se corresponde a la presión registrada cuando el
flujo inspiratorio ha cesado (P2 ó presión de pausa)
• El valor normal de la compliance se sitúa alrededor de 1 ml/cm H2O por
kg. de peso.
Etapas de la respiración. Ventilación.
Mecánica pulmonar.
utilidad
• si conocemos la patología pulmonar del
paciente y a qué compartimento se refiere
(vía aérea y por tanto, aumento de la Raw, o
parénquima pulmonar y por tanto, deterioro
de la C), podremos aplicar la estrategia
ventilatoria más adecuada.
Etapas de la respiración. Ventilación.
Mecánica pulmonar.
PERFUSIÓN
• Gravedad: la presión hidrostática es mayor en las bases, por
lo que están más perfundidas.
• Presión intravascular: si aumenta la presión de la arteria
pulmonar, se abrirán vasos previamente cerrados.
• Presión alveolar: si la presión alveolar es mayor que la
presión de los vasos alveolares (arteriolas, capilares y
vénulas),los capilares se colapsan.
• Hipoxia: cuando la PAO2 desciende, se produce una
vasoconstricción pulmonar para desviar la sangre a zonas
mejor ventiladas e intentar corregir la hipoxemia.
Etapas de la respiración. Perfusión.
Intercambio gaseoso.
• Difusión: El factor más importante que influye
en la difusión de los gases entre el alveolo y el
capilar es la superficie de la membrana
alveolo-capilar (7Om2)
Etapas de la respiración. Intercambio gaseoso.
Intercambio gaseoso.
• Relación V/Q: es necesario que exista un
equilibrio entre la renovación de aire de los
alvéolos (ventilación), y la llegada de flujo
sanguíneo a los mismos (perfusión).
• tanto la ventilación como la perfusión
aumentan del vértice a la base; sin embargo,
la perfusión aumenta en mayor medida por lo
que la relación V/Q disminuye hacia las bases.
Etapas de la respiración. Intercambio gaseoso.
VENTILACIÓN / PERFUSIÓN
Etapas de la respiración. Intercambio gaseoso.
Relación V/Q
• Unidad normal: V/Q = 1
• Unidad silenciosa: no ventilada, no
perfundida.
• Unidades con V/Q ↑: (V/Q)efecto espacio
muerto alveolar. (TEP).
• Unidades con V/Q ↓: (V/Q)efecto “shunt”.
(SDRA)
Etapas de la respiración. Intercambio gaseoso.
Relación V/Q
• La causa más común de hipoxemia es la
desigualdad de la relación V/Q entre las
diferentes unidades respiratorias.
Etapas de la respiración. Intercambio gaseoso.
• Gradiente alveolo-arterial de oxígeno [D (A-a) O2]: eficacia
del intercambio gaseoso.
• Diagnosticar el mecanismo causante de la insuficiencia
respiratoria aguda, ya que si existe hipoxemia y el gradiente
es normal, corresponde a hipoventilación alveolar (p. ej.
enfermedades neuromusculares o depresión del centro
respiratorio).
• Su valor se correlaciona con la gravedad de la insuficiencia
respiratoria aguda. En condiciones normales es < 15 mm Hg.
Etapas de la respiración. Intercambio gaseoso.
TRANSPORTE DE GASES
•Grandes aumentos de PO2
suponen pequeños
aumentos en la SatO2 (una
elevada afinidad por el
O2).
•En la sangre del capilar
pulmonar, la PaO2 es muy
elevada y por tanto la Hb se
satura completamente de
02.
Curva de disociación de
la hemoglobina
•Pequeños descensos de
PO2 suponen grandes
descensos en la SatO2 (una
baja afinidad por el O2).
•En los tejidos, la PO2 es es
baja y por tanto la Hb se
desprende fácilmente del
02.
Etapas de la respiración. Transporte de gases
Regulación de la respiración
• Centro respiratorio:
– BULBAR
– PROTUBERANCIAL.
• Modulación del centro respiratorio:
– CORTICAL
– QUÍMICO
– REFLEJO
Etapas de la respiración. Regulación de la respiración
Modulación del centro respiratorio.
• CORTICAL.
• QUÍMICO.
– CENTRAL  ↑ pCO2 y pH de LCR (pCO2 arterial)
– PERIFÉRICO  receptores del cayado aórtico y
bifurcación carotídea. ↓ PaO2 (< 60 mmHg)
• REFLEJO.
– comprende reflejos de estiramiento pulmonar de
insuflación y deflación, y los receptores residen en
el músculo liso de las vías aéreas intrapulmonares.
Etapas de la respiración. Regulación de la respiración
Insuficiencia respiratoria aguda
• Aparece cuando el sistema respiratorio no es capaz
de mantener un intercambio gaseoso (oxigenación y
ventilación) adecuado
• Siempre existe hipoxemia +/- hipercapnia
• Diagnóstico: PO2 y PCO2 en sangre arterial
• Fallo centro respiratorio o bomba muscular 
hipoxemia e hipercapnia.
• Fallo pulmonar (fases iniciales)  hipoxemia e
hipocapnia
Fisiopatología respiratoria
Insuficiencia respiratoria aguda
Valores normales de la PaO2 (FiO2 21%)
85 – 100 mmHg.
Hipoxemia
PaO2 60 – 85 mmHg
Insuficiencia respiratoria aguda
PaO2 < 60 mmHg (< 50 mmHg para Enf.
Pulm. Cron.)
Hipercapnia
PaCO2 > 45 mmHg (> 60 mmHg para Enf.
Pulm. Cron.)
Fisiopatología respiratoria
Insuficiencia respiratoria aguda.
Alteraciones gasométricas
Fisiopatología respiratoria
Insuficiencia respiratoria aguda
PRINCIPALES SIGNOS DE ALARMA EN LA I.R.A. GRAVE
Aspecto general
Ansiedad, inquietud, asterixis, cianosis, diaforesis
Estado mental
Agitación, desorientación, confusión, letargia, coma
Frecuencia y ritmos
respiratorios
Bradipnea (< 10 rpm), taquipnea (> 35 rpm), pausas de
apnea, boqueadas.
Trabajo respiratorio excesivo
Signos faciales, tiraje, descenso laríngeo, uso de
músculos accesorios
Fatiga muscular
Discordancia o paradoja toraco-abdominal.
Inestabilidad hemodinámica
Taquicardias, hipotensión, arritmias, hipoperfusión
Fisiopatología respiratoria
Insuficiencia respiratoria aguda
• CLASIFICACIÓN CLÍNICA
– IRA parcial (hipoxémica o tipo I) con PaCO2
normal: excluye el fallo ventilatorio por
afectación del centro respiratorio o la bomba
muscular
– IRA global (hipoxémica e hipercápnica o tipo II):
la causa puede residir en cualquiera de los
compartimentos, pulmonar o extrapulmonar, de
la respiración.
Fisiopatología respiratoria
Insuficiencia respiratoria aguda
CLASIFICACIÓN FISIOPATOLÓGICA
Ventilación:
.Afectación del impulso respiratorio central:
.Fallo en la tremsmisión del impulso
.Fallo muscular.
.Anomalías de la estructura o expansión de la
caja torácica:
. Obstrucción de vías aéreas altas.
- IRA global o de tipo
II, con predominio de la hipercapnia.
-gradiente alveolo-arterial de 02
normal.
Perfusión:
.Cardiopatías con shunt derecha-izquierda
.TEP masivo.
-IRA parcial o de tipo I, inicialmente,
que puede progresar a IRA global.
-El gradiente alveolo arterial de 02
está aumentado.
Intercambio gaseoso:
difusión:
Intercambio gaseoso:
relación V/Q:
Transporte de gases:
. Asma bronquial.
. Agudización de EPOC.
. Neumonía / Traqueobronquitis.
. Neumopatía intersticial aguda.
. Atelectasia.
. Tromboembolismo pulmonar.
. Edema pulmonar cardiogénico.
. Edema pulmonar no cardiogénico (SDRA).
a) disminución de la Hb
b) alteración de la afinidad de la Hb por el 02.
c) disminución severa del gasto cardíaco.
La afectación exclusiva de la difusión
no origina IRA.
-Es la causa más frecuente de IRA.
-En la fase inicial corresponde
a una IRA parcial o de tipo I, pero
puede progresar a IRA global.
-El gradiente alveolo arterial está
aumentado.
-Efecto "shunt”.
HISTORIA DE LA VENTILACIÓN
MECÁNICA
“Entonces Yahvé Dios
formó al hombre, le insufló
aliento de vida y resultó un
ser viviente”
GENESIS 2:7
Antecedentes históricos de la ventilación
mecánica
• Edad Media es un periodo de oscurantismo
científico
• Renacimiento  cuando empezamos a tener
los primeros intentos documentados de
sustituir la función mecánica ventilatoria de
una forma artificial.
Antecedentes históricos de la ventilación mecánica
• La primera experiencia en
Ventilación Mecánica puede
ser considerada la realizada
por Paracelso (Theofrastus
Philippus Aureolus
Bombastus von
Hohenheim, 1493-1541)
• intentó reanimar a un
paciente colocando un tubo
en la boca e insuflando aire
a través de él
Antecedentes históricos de la ventilación mecánica
• En esta época Andreas
Vesalius (1514 – 1564)
(1543) conecta la
traquea de un perro,
por medio de una
cánula fabricada de
caña e introduce aire
utilizando un fuelle,
logrando mantener al
animal con vida.
Antecedentes históricos de la ventilación mecánica
• Estos experimentos fueron repetidos más de 100
años después por R. Hooke, siendo sus estudios
sobre fisiología respiratoria continuados por los
ingleses J. Hunter y C. Kite, en el siglo XVIII
• Leroy en 1827 comunica, en la Academia Francesa
de Ciencias, experiencias similares en humanos
víctimas de ahogamiento, a los que se aplica
insuflaciones mediante una especie de fuelle; el
entusiasmo con este procedimiento condujo a casos
de muerte por neumotórax
Antecedentes históricos de la ventilación mecánica
•
•
•
•
•
El paso fundamental  construcción de
los primeros respiradores en la segundad
mitad del siglo XIX
Primer ventilador a presión positiva
movido a pie por Fell y J. O´Dwyer
Fue utilizado por el cirujano de origen
catalán Rudolph Matas en Nueva Orleáns
en 1898 en intervenciones de cirugía
torácica.
La primera aplicación de respiración
artificial intra-anestésica fue realizada en
Paris por Tuffier y Hallion en 1896.
En 1902 el propio Matas perfecciona el
método ventilatorio con intubación
traqueal, realizada por palpación,
conectando el tubo endotraqueal al flujo
creado mediante el empleo del
respirador de Fell y O´Dwyer
Respirador de Fell y O'Dwyer, utilizado por Matas.
Primer ventilador a presión positiva movido a pie
Antecedentes históricos de la ventilación mecánica
•
•
P. Dinker, ingeniero americano, publica
en 1929 su invento para ventilación
artificial conocido como “pulmón de
acero”, basado en un tanque en el que
quedaba fuera la cabeza de paciente y
que permitía aplicar sobre el cuerpo, de
forma intermitente, presiones
negativas, posibilitando la respiración
El respirador a presión negativa o
“pulmón de acero” de Dinker fue
perfeccionado por la compañía J.H.
Emerson MA, y fue ampliamente
utilizado en clínica, en insuficiencia
respiratoria secundaria a parálisis
muscular
Antecedentes históricos de la ventilación mecánica
•
•
•
Antecedentes del pulmón de acero:
Dalziel, en Escocia en 1832.
Jones, de Kentucky, patentó el
primer pulmón de acero en América
en 1864
•
En 1876, en París, Woillez construye
un pulmón artificial llamado
ESPIROESFERA.
•
de tipo "coraza :ventiladores cubrían
el pecho del paciente y en ocasiones
también el abdomen. Cabe hacer
mención del diseñado por
Eisenmenger  patentó el conocido
como BIOMOTOR en el que la coraza
era sólo abdominal
Antecedentes históricos de la ventilación mecánica
• El pulmón de acero (primera mitad del s. XX) suplía la
dificultad del acceso a la vía aérea.
• La aplicación de la presión positiva quedaba limitada a su
utilización como soporte ventilatorio intra-anestésico
• intubaciones bajo visión directa tras el desarrollo de distintos
tipos de laringoscopios
• sistemas de liberación de gases a presión positiva cabe
destacar el “spiropulsator” de Craffort [17], que sirvió de
base para la construcción de un primer respirador (Aga
Company, 1940).
Antecedentes históricos de la ventilación mecánica
• La epidemia de poliomielitis en Dinamarca a primeros de los
años 1950.
• los anestesistas daneses optaron por la ventilación a presión
positiva, dados los malos resultados de la utilización de los
tanques o “pulmones de acero”. Pero la ausencia de
respiradores hizo que H. Lassen y B. Ibsen movilizaran a
equipos de estudiantes de medicina y enfermería de la
ciudad de Copenhague para la aplicación de ventilación
manualmente, mediante bolsas ventilatorias. En dicha
epidemia fueron documentados 2.702 casos, de los cuales
316 precisaron ayuda ventilatoria y 70 pacientes respiración
artificial.
Antecedentes históricos de la ventilación mecánica
• Engstron, en 1953, construyó un
primer respirador capaz de liberar
volúmenes predeterminados .
• utilizado en casos de parálisis bulbar
aplicando la ventilación a través de
traqueotomía, con una mortalidad del
27%
• un émbolo movido por un motor
eléctrico producía una presión positiva
sobre una cámara, quedando
completamente comprimida la bolsa
ventilatoria existente en la misma. En
la espiración se producía el retroceso
del pistón
Historia reciente de la ventilación mecánica
•
•
•
•
•
Epidemia de poliomielitis en Dinamarca punto de inicio de la ventilación
mecánica moderna y el arranque de las unidades de cuidados intensivos
respiratorios
“pulmones de acero”  paulatinamente fue abandonándose a partir de la década
de los años 60  aparición de nuevos modelos de respiradores a presión positiva,
tanto ciclados por presión como por volumen.
"volumétricos“: Engstrom, Beaver, Cape, Emerson postoperatorio, el francés SF4Fournier, etc.
"de presión“: Blease, el Bennett PR-2 y el Bird M6. (menos complejos,
inconveniente de lo inconstante del volumen tidal; muchas veces solían aplicarse
de forma no invasiva, mediante mascarilla facial.
Junto al desarrollo tecnológico, este periodo de tiempo se caracterizó por la
apertura paulatina de Unidades de Cuidados Intensivos en distintos hospitales y
países, así como la inclusión de un número cada vez mayor de patologías
Historia reciente de la ventilación mecánica
• A partir de los años 70:
• quedando implantada prácticamente sólo la ventilación a presión positiva
• Bennet MA-1, con su sistema espirométrico incorporado de concertina,
una adecuada sensibilidad para la ventilación en asistida y la presencia
de alarmas de volumen y presión.
• Nuevas modalidades de ventilación fundamentalmente desarrolladas para
mejorar la interacción de los esfuerzos inspiratorios del paciente y su
aplicación en el proceso de desconexión: modalidades como la IMV y la
SIMV .
• imponiéndose la ventilación por volumen sobre la ventilación por presión
• utilizándose volúmenes elevados (12 ml/kg peso) y frecuencias de 12-14
respiraciones por minuto; junto a estos elevados volúmenes tidal era
frecuente intercalar "suspiros“
Historia reciente de la ventilación mecánica
• introduciéndose y generalizándose el uso de la PEEP en situaciones de
hipoxemia secundarias a "síndrome de dificultad respiratoria aguda"
(SDRA, Ashbaugh 1968), y quedando completamente abandonada la
utilización de resistencias espiratorias
• En un principio los niveles de PEEP utilizados no solían sobrepasar los 7 cm
H2O, siendo excepcional la utilización de niveles de PEEP superiores a los
10 cm H2O.
• Mejor PEEP o PEEP mas favorable podemos considerarla el trabajo de P.
Suter: aquella con la que se obtendría un mejor transporte de oxígeno
coincidiría asimismo con la mejor distensibilidad pulmonar.
• rebatido por Gallagher, Kirby y Civetta en 1978: PEEP alta + volumen
+inotrópicos.  barotrauma mortalidad en esta época del SDRA
superior al 60%.
Historia reciente de la ventilación mecánica
• Años siguientes:
• la computerización hizo su entrada en la ventilación mecánica.
• ya no liberaban volumen por un pistón u otro sistema mecánico, sino que
la fuente de suministro venía de los gases a alta presión (oxígeno y aire
comprimido). Un microprocesador, al que se accedería por los mandos
del respirador, regularía las funciones  El respirador Pulmosystem de
la empresa Carburos Metálicos y el CPU de Ohmeda, desarrollados a
principios de los años 80 pueden ser considerados de los primeros y más
ampliamente difundidos con esta tecnología.
• técnicas alternativas cabe mencionar la ventilación a alta frecuencia (HFV:
"High Frequency Ventilation") siendo las modalidades de HFV que más
desarrollo alcanzaron la ventilación oscilatoria (HFOV: "High Frequency
Oscillatory Ventilation"), y la ventilación con sistema Jet (HFJV: "High
Frequency Jet Ventilation")
• La ventilación líquida puede considerarse asimismo una forma alternativa
en orden a mejorar los resultados
Historia reciente de la ventilación mecánica
• la década de los años 90:
• microprocesadores, que nos permiten variaciones en la forma del flujo,
relación I/E, mayor sensibilidad e integración en la relación entre el
paciente y el respirador, etc.
• lesión pulmonar aguda y el SDRA, se va viendo el papel que juega la
ventilación con altos volúmenes y los niveles inadecuados de la PEEP en
el mantenimiento de la inflamación y la perpetuación del fallo orgánico, al
ser responsable en base al “biotrauma”.
• conferencia de consenso de Northbrokk en 1993 se marcan unos
objetivos y unas recomendaciones para la ventilación en las distintas
patologías; asimismo se hace un análisis de los distintos parámetros y
modos ventilatorios a utilizar
• estudio en el año 2000 del grupo ARDS-network [118] se va consolidando
la ventilación con bajos volúmenes (6 ml/kg) en la lesión pulmonar
aguda y SDRA, procurando no sobrepasar 30 cm H2O de presión meseta.
Historia reciente de la ventilación mecánica
• el enfermo sujeto a respiración artificial es un
enfermo grave y la ventilación
mecánica una ciencia dinámica.
NOCIONES BÁSICAS DE
VENTILACIÓN MECÁNICA
Definición.
• Se denomina ventilación mecánica (VM) a todo
procedimiento de respiración artificial que emplea una
aparato mecánico para ayudar o sustituir la función
ventilatoria, pudiendo ,además, mejorar la oxigenación e
influir en la mecánica pulmonar.
• Se produce un gradiente de presión entre dos puntos (boca o
vía aérea-alvéolo) que origina un desplazamiento de un
volumen de gas.
• La VM no es una terapia, sino un soporte externo y temporal,
que pretende dar tiempo a que la lesión estructural o
alteración funcional por la cual se indicó, se repare o
recupere.
Principios físicos de la VM
• Un respirador es un generador de presión positiva en
la vía aérea durante la inspiración para suplir la fase
activa del ciclo respiratorio
• se oponen la resistencia al flujo aéreo del árbol
traqueobronquial y la resistencia elástica del
parénquima pulmonar.
• En el ciclo ventilatorio se distinguen 3 fases:
insuflación, meseta, y deflación. El cambio de fase se
realiza por un mecanismo de ciclado
Insuflación.
• El aparato genera una presión sobre
un volumen de gas y lo moviliza
insuflándolo en el pulmón (volumen
corriente) a expensas de un
gradiente de presión.
• La presión máxima alcanzada en la
vía aérea se llama presión de
insuflación o presión pico (Ppico) y
está en relación con la resistencia
total respiratoria (al flujo y
elástica).
Meseta.
• El gas introducido en el pulmón
es mantenido en él (pausa
inspiratoria) durante un tiempo
regulable, para homogeneizar su
distribuición en unidades
alveolares.
• Al quedar el sistema pacienteventilador cerrado y en
condiciones estáticas, la presión
medida en la vía aérea,
denominada presión meseta o
presión pausa (Ppausa)
corresponde a la presión alveolar
máxima y depende de la
distensibilidad o compliance
pulmonar.
Deflación.
• Se inicia con la apertura de la
válvula espiratoria
• El vaciado pulmonar es un
fenómeno pasivo, causado por la
retracción elástica del pulmón
insuflado.
• La presión decrece durante toda
la espiración hasta llegar a cero e
igualarse la presión alveolar a la
PB.
• Los respiradores pueden
mantener una presión positiva al
final de la espiración PEEP
(Positive End Expiratory Pressure).
• En el ventilador hay unos parámetros o variables de control que producen
la inspiración: el flujo o la presión y unos parámetros que provocan el
cambio de inspiración a espiración y viceversa.
• 1/ Gatillo o trigger : es un mecanismo con distinto grado de sensibilidad
que se activa para iniciar el flujo de gas inspiratorio, al detectar una caída
de presión o un cambio de flujo en el circuito respiratorio.
• 2/ Límite: Gobierna el flujo de gas y permanece constante durante la
inspiración. Se limita el flujo (volumétrico) o la presión (barométrico ).
• 3/ Ciclado: El tipo de ciclado interviene en el inicio de la fase de
espiración, para ello los respiradores incorporan un sensor ajustado a
unos valores específicos en la presión, el volumen, el flujo o el tiempo. Se
refiere al modo de terminación de la fase del ciclo ventilatorio
Respiradores
volumétricos
Respiradores
manométricos
Ciclados por
volumen-tiempo
Ciclado por presión.
Limitados por flujo:
Limitados por
presión
El volumen es la
variable
independiente y la
presión la
dependiente de la
vía aérea y de la
compliance toracopulmonar.
La presión es la
variable
independiente y el
volumen depende
de la resistencia
aérea y dela
distensibilidad
toracopulmonar.
Son generadores de
alta presión y
elevada resistencia
interna
Generadores de
baja presión y
pequeña resistencia
interna.
flujo es constante y
la presión creciente.
Flujo decelerante y
cesa al alcanzar la
presión prefijada
Esquema general de un respirador
Funcionamiento del respirador
• Gobernados por un microprocesador
• El ciclado del respirador depende de la secuencia de apertura y cierre de
las válvulas inspiratoria y espiratoria
• La apertura de la válvula inspiratoria puede estar programada según la
frecuencia respiratoria establecida en los parámetros del respirador; éste
es el caso de la ventilación controlada.
• el paciente puede provocar la apertura de la válvula inspiratoria
mediante su esfuerzo inspiratorio; la disminución de la presión en el
circuito respiratorio producida por un esfuerzo inspiratorio es detectada
por el respirador, que dispara la apertura de la válvula inspiratoria; esto
ocurren en la ventilación asistida, y en este caso la válvula inspiratoria se
denomina válvula de demanda.
• La válvula inspiratoria también regula la velocidad del flujo inspiratorio
mediante la mayor o menor apertura del orificio de salida de la mezcla de
gases
Funcionamiento del respirador
• El microprocesador calcula el flujo necesario para aplicar el volumen
corriente en el tiempo programado.
• El final de la inspiración, con el consiguiente cierre de la válvula
inspiratoria y apertura de la espiratoria , suele estar ciclado por tiempo,
ocurre cuando finaliza el tiempo inspiratorio calculado por el
microprocesador a partir de la frecuencia respiratoria y de la relación de
la duración entre inspiración y espiración (I:E) programadas.
• El cierre de la válvula inspiratoria está ciclada por presión (respiradores
barométricos o manométricos, se programa la presión) o por el flujo
(respiradores volumétricos, se programa el volumen que se efectúa a un
tiempo determinado), es decir, que la inspiración termina cuando se
alcanza un determinado valor de presión o de flujo
Funcionamiento del respirador
• La apertura de la válvula espiratoria inicia la espiración, permitiendo el
vaciado pulmonar.
• En la válvula espiratoria está contenido además el mecanismo de la
presión positiva al final de la espiración (PEEP). Cuando se aplica PEEP, la
válvula espiratoria se cierra cuando la presión en vía aérea, en descenso
durante la espiración, llega al nivel de la PEEP prefijado, impidiendo que
continúe el vaciamiento pulmonar y manteniendo esa presión hasta el
final del periodo espiratorio.
COMPONENTES DE LA TÉCNICA DE VM.
Componentes primarios.
• Modos de ventilación
• Volumen
• Frecuencia respiratoria
• Tasa de flujo
• Patrón de flujo
• Tiempo inspiratorio. Relación
inspiración-espiración (I:E).
• Sensibilidad o Trigger
• FiO2
• PEEP
Componentes
secundarios.
Componentes
monitorizados.
• Pausa inspiratoria
• Suspiro
• Volumen
• Presión
• Ppico o Peak
• Pmeseta o Plateau
• Presión al final de la espiración
• AutoPEEP
IPPV (Intermittent Positive Pressure Ventilation)
• Ventilación con volumen controlado, con VM fijo mandatorio, ajustada
con Vt y una frecuencia f.
Ventilación con Presión limitada (IPPV –
AutoFlow)
• Limitación de los picos de presión.
SIMV, SIMV/ASB (Synchronized Intermittent
Mandatory Ventilation/Assisted Spontaneus Breathing
• VM, mandatorio fijo ajustado con un Vt y una f.
• Entre las emboladas de ventilación mandatoria el paciente puede respirar
de manera espontánea y contribuir al VM total. La respiración espontánea
puedes ser asistida con ASB (PS)
BIPAP, BIPAP/ASB (BIphasic Positive Airway Pressure/
Assisted Spontaneus Breathing
• Ventilación con presión controlada combinada con respiración
espontánea libre durante todo el ciclo respiratorio y presión de soporte
ajustable sobre el nivel de CPAP.
• La parte mandatoria de todo el VM se ajusta con la Presión inspiratoria,
la PEEP y la frecuencia.
CPAP, CPAP/ASB (Continuous Positive Airway Pressure /
Assisted Spontaneus Breathing
• Respiración espontánea a un nivel de presión elevado para aumentar la
CRF. La respiración espontánea puede ser asistida en PS.
MMV, MMV/ASB (Mandatory Minute Volume
Ventilation / Assisted Spontaneus Breathing
•
•
•
•
Volumen minuto total preajustado-ajustado con Vt y f.
El paciente puede respirar espontáneamente y contribuir así al VM.
Hay emboladas mandatorias.
Se puede asistir con PS.
OBJETIVOS DE LA VENTILACIÓN MECÁNICA
• Objetivos fisiológicos:
– Mantener o normalizar el intercambio gaseoso:
proporcionando una ventilación alveolar adecuada y
mejorando la oxigenación arterial.
– Reducir el trabajo respiratorio
– Incrementar el volumen pulmonar: abriendo vía aérea y
unidades alveolares y aumentando la capacidad residual
funcional impidiendo colapso de alvéolos y cierre de vía
aérea al final de la espiración.
OBJETIVOS DE LA VENTILACIÓN MECÁNICA
• Objetivos clínicos:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Mejorar la hipoxemia arterial
Aliviar disnea y sufrimiento respiratorio
Corregir acidosis respiratoria
Resolver o prevenir la aparición de atelectasias
Permitir el descanso de los músculos respiratorios
Permitir la sedación y el bloqueo neuromuscular
Disminuir consumo de oxigeno sistémico y del miocardio
Reducir la presión intracraneal (PIC)
Estabilizar la pared torácica.
INDICACIONES DE LA INTUBACIÓN Y DE LA
CONEXIÓN A VENTILACIÓN MECÁNICA.
1. Estado mental: agitación, confusión, inquietud. Escala de Glasgow<8.
2. Trabajo respiratorio: se considera excesivo si existe taquipnea por encima de 35 rpm ,
tiraje y uso de músculos accesorios.
3. Fatiga de los músculos inspiratorios: asincronía toraco-abdominal.
4. Signos faciales de insuficiencia respiratoria grave:
-Ansiedad
-Dilatación de orificios nasales. Aleteo nasal.
-Boca abierta
-Labios fruncidos
-Lamedura de labios
-Mordedura de labios
5. Agotamiento general del paciente, imposibilidad de descanso ó sueño.
6. Hipoxemia PaO2 < de 60 mm de Hg ó Saturación menor del 90 % con aporte de
oxígeno.
7. Hipercapnia progresiva PaCO2 > de 50 mm de Hg Acidosis pH < de 7.25
8. Capacidad vital baja (< de 10 ml / kg de peso)
9. Fuerza inspiratoria disminuida ( < - 25 cm de Agua)
10. Parada respiratoria
Ventilación Mecánica: Evolución
histórica y Principios básicos.
(Dr. M. A. Taberna. Servicio de Medicina Intensiva. Hospital Ntra. Sra del Prado. Talavera)
REUNIÓN DE MEDICINA INTENSIVA DE CASTILLA LA
MANCHA (SOMIUCAM). Talavera de la Reina, 19 -20 de
enero de 2010
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la presión - SOMIUCAM, Sociedad de Medicina Intensiva y