Curvas y bucles en la ventilación mecánica

Transcripción

1 Curvas y bucles en la ventilación mecánica Frank Rittner Martin Döring Because you care

2 Autores: Frank Rittner Martin Döring Dräger Medizintechnik se reserva todos los derechos sobre este librito, en particular en lo que concierne a la reproducción total o parcial y distribución del mismo. Ninguna parte de este documento puede ser reproducida o almacenada en cualquier forma, ya sea mecánica, electrónica, fotográfica u otra sin el consentimiento expreso y escrito de Dräger Medizintechnik. Traducido al Español por: Dr. Francisco Tendillo Palma García Hospital Puerta de Hierro Dpto. de Cirugía Experimental Madrid, España Supervisado por: Daniel Fisac

3 Curvas y bucles en la ventilación mecánica Frank Rittner Martin Döring

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5 5 Indice Patrones de la curva de ventilación 6 Diagrama Presión tiempo 6 Diagrama Flujo tiempo 10 Diagrama Volumen tiempo 12 Interpretación de los patrones de la curva 14 Bucles Un buen mecánismo 21 Bucle PV (presión volumen) 21 El bucle estático PV 21 El bucle dinámico PV en ventilación 23 Interpretación del bucle de PV en ventilación 26 Bucles de PV antes y después del tubo 34 Bucle otras posibilidades 38 Bucle flujo - volumen 38 Revisión de tendencias 40 Documentación de un proceso de destete (Weaning) 41 Parámetros pulmonares basados en presión pico y plateau 43 Capnografía Observando el detalle 44 El capnograma fisiológico 46 Interpretación de los capnogramas 47

6 6 Patrones de la curva de ventilación Los cambios graduales en la presión, flujo y volumen dependen tanto de las propiedades y parámetros seleccionados en el ventilador, como de las propiedades del pulmón. Todos los ventiladores de la serie Evita ofrecen una representación gráfica de las presiones y los flujos durante la ventilación mecánica. Adicionalmente, los modelos Evita 4, Evita 2 dura, EvitaScreen y el software para PC EvitaView también muestran los cambios producidos en el volumen respiratorio. La pantalla permite mostrar dos o, en algunos casos, hasta tres curvas simultáneamente. El hecho de que la presión, el flujo y el volumen puedan representarse al mismo tiempo, hace que sea más fácil la detección de los cambios producidos en el sistema o en los pulmones. Los cambios graduales en la presión, flujo y volumen dependen tanto de las propiedades y parámetros seleccionados en el ventilador, como de las propiedades del pulmón. Un ciclo respiratorio comprende una fase inspiratoria y una fase espiratoria. En condiciones normales estos dos periodos contienen una fase de flujo inspiratorio activo y otra fase pasiva en la que no hay entrega de flujo. Durante la fase de pausa inspiratoria tampoco hay entrada de volumen de gas en los pulmones. Diagrama de presión-tiempo, volumen-controlado, flujo constante El diagrama de presión-tiempo muestra los cambios producidos en la presión de la vía aérea. La presión se representa en mbar (o en cmh 2 O) y el tiempo en segundos. A un volumen predeterminado (ventilación controlada por volumen) y a un flujo constante, la presión de la vía aérea va a depender de la presión alveolar y del total de la resistencia de la vía aérea, factor que se verá afectado por la resistencia y

7 Patrones de la curva de ventilación 7 Presión (mbar) C Presión pico Resistencia Presión B A Fase flujo D Gradiente Fase pausa E Presión plateau F Resistencia Presión Compliance Presión (V T /C) "PEEP" Tiempo insp. Tiempo esp. Tiempo (s) const. Resistencia = resistencia en vías aéreas Compliance = Compliance del sistema completo (pulmones, tubos, etc.) compliance (distensibilidad) de los pulmones y el ventilador. Como los valores del ventilador son constantes, el diagrama tiempo-presión permite sacar conclusiones acerca del estado de los pulmones y de los cambios sufridos en éstos. Diagrama de presión-tiempo, volumen-controlado, flujo constante. Al comienzo de la inspiración la presión entre los puntos A y B se incrementa drásticamente debido a las resistencias del sistema. El nivel de presión en el punto de inflexión B es equivalente al producto de la resistencia (R) y del flujo (*). p = R * Esta relación, como también en los siguientes ejemplos, es valida si no hay una PEEP intrínseca. Cuanto mayor sea el flujo (*) seleccionado, o cuanto mayor sea la resistencia (R), en general, mayor será el aumento de la presión en el punto B. Un flujo inspiratorio bajo y unos valores de resistencia bajos conllevan una menor presión en el punto B.

8 8 Patrones de la curva de ventilación El nivel de la presión plateau está determinado por la compliance y el volumen tidal. A partir del punto B la presión aumenta en línea recta, hasta que se alcanza la presión pico en el punto C. El gradiente de la curva de presión dependerá entonces del flujo (*) inspiratorio y de la compliance C (distensibilidad) general. p/ t = * /C En el punto C el ventilador aplica el volumen tidal (corriente) predeterminado, sin suministrar ningún otro flujo (* = 0). Como resultado, la presión p cae rápidamente a la presión plateau. Esta caída en la presión es equivalente al aumento causado por la resistencia que se produce al comienzo de la inspiración. La línea base entre los puntos A y D corre paralela a la línea entre los puntos B y C. Posteriormente se produce un ligero descenso de la presión (puntos D a E). Este hecho puede ser debido al reclutamiento de gas por parte del pulmón y a las fugas en el sistema. El nivel de la presión plateau está determinado por la compliance (distensibilidad) y el volumen tidal (corriente). La diferencia entre la presión plateau (E) y la presión espiratoria final PEEP F (PEEP) se obtiene por la división entre el volumen tidal (corriente) entregado y la compliance (distensibilidad). P = P plat - PEEP Si la ecuación se invierte se puede calcular fácilmente la compliance (distensibilidad). C = V T / p

9 Patrones de la curva de ventilación 9 Durante el tiempo plateau no se entrega ningún volumen de gas a los pulmones y, por tanto, el flujo inspiratorio es 0. Como ya se menciono, hay un desplazamiento de volumen debido a las diferentes constantes de tiempo, lo que produce una compensación de las presiones entre los diferentes compartimientos del pulmón. La espiración comienza en el punto E constituyendo un proceso pasivo de tal manera, que la elasticidad del tórax fuerza el gas hacia el exterior venciendo la presión atmosférica. Los cambios en la presión se obtienen multiplicando la resistencia R exhalatoria del ventilador por el flujo espiratorio * esp. p = R * esp. Una vez terminada la espiración, la presión alcanza el nivel de presión espiratoria final (p.telespiratoria) F (PEEP), una vez más. Controlado por presión En la ventilación controlada por presión (p.ej. PCV/BIPAP) la curva de presión es diferente. PCV BIPAP Diagrama de presión tiempo para ventilación controlada por presión. Pinsp. PEEP Tinsp Texp.

10 10 Patrones de la curva de ventilación La presión aumenta rápidamente desde presiones de bajo nivel (presión ambiental o PEEP) hasta que alcanza los valores de la presión superior P insp, permaneciendo entonces constante durante el tiempo inspiratorio T insp seleccionado en el ventilador. La caída de la presión durante la fase espiratoria sigue la misma curva que en la ventilación con volumen controlado, ya que la espiración bajo condiciones normales es un proceso pasivo, como se mencionó anteriormente. Hasta la siguiente respiración la presión permanece en los valores de presión baja de PEEP. En los modos de ventilación controlada por presión, como la BIPAP, la presión es preestablecida y regulada, los diagramas de presión - tiempo no muestran cambios o éstos son difíciles de detectar y se producen como consecuencia de los cambios en la resistencia y compliance (distensibilidad) de todo el sistema. Como regla general se puede decir que la curva de presión representada refleja el desarrollo de la presión medida en el ventilador. Las presiones reales en el pulmón sólo se pueden calcular si se tiene en cuenta todos los factores que en ésta influyen. El curso del flujo en la fase espiratoria permite sacar conclusiones como son la resistencia general y la compliance (distensibilidad) de los pulmones y del sistema. Diagrama de flujo tiempo El diagrama de flujo-tiempo muestra los cambios graduales producidos en el flujo inspiratorio y espiratorio * insp y * esp respectivamente. El flujo se representa en litros por minuto y el tiempo en segundos. El volumen transferido se calcula integrando el flujo * sobre el tiempo, lo que es equivalente al área bajo la curva de flujo. Durante el curso de la inspiración la curva de flujo se ve muy influenciada por el modo de ventilación seleccionado en el ventilador. Sólo el curso del flujo en la fase espiratoria permite sacar conclusiones, como son la resistencia general y compliance (distensibilidad) de los pulmones y del sistema.

11 Patrones de la curva de ventilación 11 En la práctica clínica normal el flujo constante y flujo desacelerado se han establecido como formas estándar para el control del ventilador. Todavía no hay ninguna evidencia que indique que la utilización de otras formas de flujo permitan alcanzar éxitos terapéuticos. Flujo Flujo Tplat Tinsp tiempo tiempo Flujo constante Flujo decelerante En el caso de flujo constante, la entrada de volumen durante la inspiración permanece constante a lo largo de toda la fase. Cuando la inspiración comienza, los valores del flujo aumentan rápidamente a los valores seleccionados en el ventilador y luego permanecen constantes hasta que el volumen tidal (corriente) ha sido entregado (área cuadrada bajo la curva). Al comienzo del tiempo de pausa (plateau) el flujo cae rápidamente a cero. Al final del tiempo de pausa (plateau) comienza el flujo espiratorio, dependiendo su curso de las resistencias en el sistema ventilatorio, de los pulmones y de las vías aéreas. El flujo constante es una característica típica del modo clásico de la ventilación controlada por volumen. Diagrama flujo tiempo

12 12 Patrones de la curva de ventilación Al final de la inspiración la presión en el pulmón es igual a la presión en el sistema respiratorio, por lo que no entra más flujo. En la deceleración del flujo, una vez alcanzado unos valores iniciales altos y bajo condiciones normales, éste cae regularmente regresando a flujo cero durante el curso de la inspiración. Los flujos desacelerados son característicos del modo de ventilación controlado por presión. El flujo de gas se conduce por los gradientes de presión entre el pulmón (alveolo) y el sistema respiratorio que son mantenidos constantes por el ventilador. A medida que aumenta el volumen en el pulmón, la presión también aumenta; en otras palabras, el flujo entra contínuamente durante la inspiración, aumentando la diferencia de presión. Al final de la inspiración la presión en el pulmón es igual a la presión en el sistema respiratorio, por lo que no entra más flujo. En un modo de ventilación controlado por presión, usando el V T medido por el ventilador, la compliance (distensibilidad) se puede medir también, cuando el flujo al final de la inspiración y al final de la espiración es igual a cero. C = V T / P Donde P = P insp. - PEEP Diagrama de tiempo-volumen El diagrama de tiempo-volumen representa los cambios graduales en la entrada del volumen durante la inspiración y la espiración. El volumen se representa en mililitros (ml) y el tiempo en segundos (s). Durante la fase de flujo inspiratorio el volumen aumenta constantemente. Durante la pausa de flujo (tiempo plateau) éste permanece constante ya que no

13 Patrones de la curva de ventilación 13 hay mas volumen que entre en el pulmón. Este valor de volumen máximo es tan sólo un índice del volumen corriente transferido y no representa el volumen total en los pulmones. La capacidad residual funcional (FRC) no se tiene en cuenta. Durante la espiración el volumen transferido disminuye como resultado de una exhalación pasiva. Cuando se representan al mismo tiempo el flujo, el volumen y la presión se observa fácilmente su relación. Diagrama de presión, flujo y volumen en modos controlados por volumen y presión. Volumen Controlado por volumen Volumen Controlado por presión Tiempo Tiempo Flujo Flujo Tiempo Tiempo Presión Presión Tiempo Tiempo Fase de flujo Fase pausa Fase de flujo Fase pausa Fase de flujo Fase pausa Fase de flujo Fase pausa Inspiración Espiración Inspiración Espiración

14 14 Patrones de la curva de ventilación Interpretación de los patrones de la curva Presión Paw Tiempo Cambios en la compliance (distensibilidad) Los cambios en la compliance (distensibilidad), la presión plateau y la presión pico producen cambios en la diferencia de presiones p. Si la compliance aumenta las presiones plateau y (distensibilidad) pico disminuyen. Si la compliance disminuye el plateau y la presión (distensibilidad) aumentan.

15 Patrones de la curva de ventilación 15 Presión Paw p pico Tiempo Cambios en la resistencia en la vía aérea inspiratoria. Cuando hay cambios en la resistencia de la vía aérea la presión pico cambia y la presión plateau permanece igual. Si la resistencia aumenta el pico de presión aumenta. Si la resistencia disminuye el pico de presión disminuye. No es posible observar la resistencia espiratoria del pulmón en la curva de presión si no se conoce la presión alveolar. Sin embargo se pueden obtener conclusiones observando la curva de flujo espiratorio (ver curva de flujo en el incremento de la resistencia espiratoria). No es posible observar la resistencia espiratoria del pulmón en la curva de presión ya que seria necesario saber la presión alveolar.

16 16 Patrones de la curva de ventilación Presión Inspiración Espiración Paw Tiempo Respiración espontánea. Si durante una ventilación mandatoria, el paciente intenta ventilar espontáneamente, el resultado es una lucha contra la máquina. Esto se puede evitar, bien reduciendo el tiempo inspiratorio o, aun mejor, cambiando a un modo de ventilación donde al paciente se le permite respirar espontáneamente, incluso durante una ventilación mandatoria. La BIPAP o el Autoflow son ejemplos de este tipo de ventilación.

17 Patrones de la curva de ventilación 17 Flujo Adaptación automática del flujo en modos controlados por presión PCV, BIPAP y en modos controlados por volumen con AutoFlow. Flujo Tiempo Adaptación de la curva de flujo En los modos de ventilación controlados por volumen, el Autoflow es el resultado de una adaptación automática del flujo, con el fin de administrar el volumen tidal (corriente) seleccionado con la menor presión de la vía aérea posible. El flujo constante típico de los modos de ventilación controlados por volumen (onda cuadrada) pasa a ser una forma de flujo desacelerada, mientras que el volumen corriente permanece constante, aún cuando la compliance (distensibilidad) en los pulmones del paciente cambie. Utilizando el ajuste de Pmax. en los ventiladores Dräger, se puede conseguir una limitación de la presión con un volumen tidal constante. Si la compliance (distensibilidad) del paciente cambia, este valor debe ser revisado y cambiado.

18 18 Patrones de la curva de ventilación Flujo Flujo El flujo no vuelve a cero durante la inspiración Tiempo TI Curva de flujo en caso de un tiempo inspiratorio insuficiente Si el flujo no cae a cero durante la inspiración, significa que el tiempo inspiratorio es insuficiente para administrar el volumen que debería ser alcanzado para la presión establecida.

19 Patrones de la curva de ventilación 19 Flujo Flujo TE Tiempo El flujo espiratorio no vuelve a cero Curva de flujo en el caso de un tiempo espiratorio insuficiente Si el flujo no disminuye a cero durante la espiración, el tiempo espiratorio no es suficiente para una espiración completa. Esto indica la presencia de una PEEP intrínseca. En el caso de ventilación controlada por volumen, este hecho produce un aumento en la presión del pulmón. Con los ventiladores EVITA es posible medir la PEEP intrínseca y el volumen atrapado directamente. Una PEEP intrínseca puede tener efectos considerables sobre el intercambio de gases y la circulación sanguínea pulmonar. En algunas aplicaciones, sin embargo, se debe intentar establecer una PEEP intrínseca (ventilación con relación inversa IRV), dado que ésta sólo llegará a afectar ciertas áreas deseadas del pulmón, mientras que la PEEP seleccionada en el ventilador afectará a todo el pulmón. Con los ventiladores Evita es posible medir la PEEP intrínseca y el volumen atrapado directamente.

20 20 Patrones de la curva de ventilación Flujo Flujo Tiempo Curva de flujo en el caso de un aumento de las resistencias espiratorias Una curva de flujo espiratorio suave, indica un incremento de la resistencia espiratoria, la cual puede ser producida por filtros para humidificación o taponamientos producidos por una nebulización. Esto puede producir un aumento considerable en el tiempo espiratorio y una desviación en el valor de la PEEP seleccionada.

21 21 Bucles - Un buen mecanismo El bucle PV estático (clásico) El bucle PV estático (curva de presión-volumen) se obtiene como resultado del método de la <súperjeringa> y se usa principalmente en las publicaciones científicas (1). Lo más conocido acerca del bucle PV está basado en este método. La característica más importante de este bucle PV es que los puntos de medición (presión y volumen) son registrados cuando el flujo de gas es igual a cero. Usando una súper jeringa, el volumen en el pulmón aumenta paso a paso. Unos segundos después de cada aumento de volumen, se mide la presión resultante (2). El bucle PV se crea conectando los puntos. Bucles PV V Bucle PV medido por el método de la <super-jeringa> Puntos de medida Bucle PV clásiso Medida de presión continua Presión (mbar)

22 22 Bucles un buen mecanismo V Punto de inflexión superior A B C IPPV P Punto de inflexión inferior Presión (mbar) Ppico PEEP t BIPAP P Pinsp. PEEP t

23 Bucles - Un buen mecanismo 23 La relación volumen presión es un reflejo de la compliance (distensibilidad) (C = V/ P). De ahí que el bucle PV muestre como la compliance (distensibilidad) se desarrolla a medida que el volumen se incrementa. Los puntos de inflexión altos y bajos se obtienen del bucle PV. Cuando se usa el método de la súper jeringa, los valores del volumen medido no caen a cero durante la espiración, pero las razones de ésto no están completamente claras. Errores y consumo de oxígeno durante las mediciones juegan un papel significativo.(3) En la sección más baja (A), la presión por volumen aumenta de una forma particularmente rápida y contínua en línea recta (B) hasta haber sobrepasado la presión de apertura del pulmón (punto de inflexión bajo). Si el pulmón alcanza los límites de compliance (distensibilidad), el aumento en la presión por volumen aumenta aún más (punto de inflexión superior) (C). Generalmente se acepta que la ventilación debe tener lugar lo mas lejos posible dentro del área de compliance (distensibilidad) (B), ya que se pueden producir fuerzas de ruptura peligrosas y reapertura de áreas individuales del pulmón. El punto de inflexión bajo puede ser alcanzado utilizando la PEEP. El volumen de ventilación (en IPPV/ CMV, SIMV) o la presión inspiratoria (en BIPAP, PCV) debe ser seleccionadas de tal modo, que no se exceda el punto de inflexión superior. El bucle PV con punto de inflexión alto y bajo. Bucles de PV dinámicos en ventilación Los bucles PV que se generan durante la ventilación no cumplen las condiciones establecidas en las mediciones individuales desde el momento en el que el flujo de gas es igual a cero. El flujo de gas genera un gradiente de presión adicional debido a las resistencias inherentes (tubo, vía aérea, etc.) (ver página 7).

24 24 Bucles - Un buen mecanismo Bucle PV estático Presión ventilador V Ventilador Presión detrás del tubo Caída de presión motivada por el tubo Presión (mbar) Caída de presión motivada por la resistencia de la vía aérea Por esta razón, el bucle PV no da una imagen clara de la compliance (distensibilidad). Cuanto mayor sea el flujo de gas en la inspiración, mayor será el gradiente de presión adicional y de ahí su inexactitud. V Bucle PV estático Bucle PV recogido por el ventilador (Flujo 30 l/min) Bucle PV recogido por el ventilador (Flujo 80 l/min) Presión (mbar)

25 Bucles - Un buen mecanismo 25 El valor de presión mostrado en el bucle PV cae inmediatamente a un valor de presión ambiental o al valor ajustado de PEEP, desde el momento en el que la válvula espiratoria es abierta al comienzo de la espiración. Por otro lado, en el bucle PV estático, la reducción de la presión es también un proceso gradual. En reclación con el bucle de PV obtenido en ventilación controlada, se puede decir que cuanto más lento sea el llenado de los pulmones, mejor será el trazado de la rama ascendente de la curva de compliance (distensibilidad). En una serie de estudios, siempre y cuando el flujo inspiratorio sea constante (3), se ha demostrado que existe una correlación entre el bucle PV obtenido durante la ventilación y el observado en los procedimientos estándar. Esto es debido a que la caída de la presión, resultado de la resistencia inspiratoria, debe permanecer uniforme a un flujo constante y que la pendiente del bucle inspiratorio es sólo el reflejo de la resistencia elástica del tórax y los pulmones. También, como resultado, el bucle PV producido por el ventilador está compensado (cambio de posición de la rama ascendente de la curva), de todas maneras el bucle PV mantiene su forma original, por lo cual se pueden sacar conclusiones acerca de la compliance (distensibilidad). Este hecho demuestra también que en los modelos de ventilación con flujo decelerante (BIPAP, PCV etc.) no se pueden obtener datos del bucle PV en lo que concierne al desarrollo de la compliance (distensibilidad) pulmonar. En modos ventilatorios con flujo decelerante (BIPAP, PCV, etc.) no es posible obtener datos del bucle PV en lo que concierne al desarrollo de la compliance (distensibilidad) pulmonar.

26 26 Bucles - Un buen mecanismo Interpretación del bucle PV en ventilación Ventilación a volumen controlado con flujo constante Durante la inspiración los pulmones se llenan con un flujo de gas constante previamente seleccionado. En este proceso la presión aumenta gradualmente en el sistema respiratorio. La presión en los pulmones aumenta de la misma forma y al final de la inspiración alcanza el mismo valor que la presión del sistema respiratorio (presión Plateau). Durante la espiración, el ventilador abre la válvula espiratoria lo suficiente para mantener el nivel de la PEEP seleccionada. Debido a la diferencia de presiones, la cual esta invertida (la presión en el pulmón es mayor que la presión de la PEEP), el flujo de gas fluye hacia fuera de los pulmones y el volumen de los pulmones cae lentamente. Esta es la razón por la cual durante la ventilación controlada el trazado del bucle PV va en sentido contrario a las agujas del reloj. Volumen Espiración Bucle PV Inspiración Presión

27 Bucles - Un buen mecanismo 27 Presión Presión en el sistema ventilatorio Presión en el pulmón Diferencia de presiones entre el sistema ventilatorio y el pulmón Tiempo Flujo Tiempo Ventilación controlada por presión (con flujo decelerante) También durante la ventilación controlada por presión los bucles PV van en sentido contrario a las agujas del reloj. Sin embargo, en este caso el pulmón no se llena con un flujo de gas constante. Al comienzo de la inspiración el ventilador genera una mayor presión en el sistema ventilatorio que en el pulmón, y la mantiene constante a lo largo de toda la inspiración. Como resultado de esta diferencia de presiones, el aire fluye dentro del pulmón y el volumen aumenta lentamente. A medida que el volumen aumenta, la presión en el pulmón también se incrementa y la diferencia entre la presión del pulmón y la presión del sistema respiratorio es más pequeña.

28 28 Bucles - Un buen mecanismo Desde que se enunciaron las leyes de la física, la diferencia de presión determina el flujo respiratorio resultante y el flujo respiratorio va disminuyendo durante la inspiración, lo cual produce el flujo decelerante. El ventilador mantiene una presión constante en el sistema respiratorio a lo largo de toda la inspiración, dando una forma más o menos cuadrada al bucle PV durante la ventilación controlada por presión. Volumen Espiración B Bucle PV A Inspiración Presión No se pueden sacar conclusiones de la compliance (distensibilidad) del pulmón basándose en este bucle. Sin embargo, cuando el flujo de gas respiratorio es igual a cero al final de la inspiración, la pendiente entre el comienzo de la inspiración (A) y el punto al final de la inspiración (B) representa la medida de la compliance (distensibilidad) dinámica. Esto presupone, sin embargo, flujos iguales a cero tanto al final de la inspiración como al final de la espiración.

29 Bucles - Un buen mecanismo 29 CPAP Respiración espontánea Durante la respiración espontánea el bucle PV va en sentido de las agujas del reloj. El esfuerzo inspiratorio del paciente genera una presión negativa en el pulmón, la cual tiene un efecto sobre el sistema respiratorio, que es donde el ventilador mide la presión. Volumen Espiración Bucle PV (A) Inspiración CPAP Presión Presión El ventilador siempre trata de administrar suficiente gas al paciente para asegurar que la presión CPAP fijada se mantiene a un nivel constante, sin embargo, una pequeña desviación negativa es inevitable. La zona a la izquierda de una línea imaginaria (A) en la presión CPAP fijada, es una medida del esfuerzo del paciente al luchar contra la resistencia inspiratoria del ventilador.

30 30 Bucles - Un buen mecanismo Bucle PV en CPAP con ASB (presión de soporte) Una característica del soporte respiratorio sincronizado con el esfuerzo inspiratorio del paciente (ABS/P.soporte, SIMV etc.) es un pequeño giro o lazo justo por debajo del punto cero. El paciente genera primero una presión negativa en el pulmón. Una vez se ha superado el umbral de trigger (esfuerzo), el ventilador genera una presión positiva en el sistema respiratorio. La zona a la izquierda de la línea vertical, que tiene el pequeño giro en su base (A), es una medida que muestra cuanto esfuerzo debe generar el paciente para disparar el trigger del ventilador. La zona a la derecha de la línea (B) representa el trabajo realizado por el ventilador para ayudar al paciente, siempre y cuando el paciente sólo inicie la ventilación y no respire por si solo. Volumen Bucle PV A Expiración B Inspiración Presión

31 Bucles - Un buen mecanismo 31 Bucles PV en el caso de cambios en la compliance (distensibilidad) A medida que la compliance (distensibilidad) disminuye, en otras palabras cuando el pulmón se hace menos elástico, y los parámetros seleccionados en el ventilador no varían, el bucle PV en la ventilación controlada por volumen, toma un curso plano. El cambio escalonado de la pendiente en la rama inspiratoria del bucle PV es proporcional al cambio en la compliance (distensibilidad) pulmonar. Volumen Bucle PV El cambio escalonado de la pendiente en la rama inspiratoria del bucle PV es proporcional al cambio en la compliance (distensibilidad) pulmonar. Presión

32 32 Bucles - Un buen mecanismo Bucle PV en el caso de cambios en la resistencia Si la resistencia cambia durante una ventilación con flujo constante, la pendiente de la rama derecha del bucle permanece igual, pero cambia su posición. Volumen Bucle PV Presión Sección del bucle PV que refleja sobre-extensión pulmonar Si durante la ventilación con flujo constante, la parte superior del bucle se aplana progresivamente durante la inspiración, puede ser una indicación de sobreextensión de ciertas áreas del pulmón. Ver también»el bucle PV estático«. Volumen Bucle PV Comienzo de sobredistensión Presión

33 Bucles - Un buen mecanismo 33 Bucle PV en ASB/P.soporte Si durante la presión de soporte (ASB/P.soporte) el paciente sólo es capaz de disparar el trigger y luego no es capaz de continuar respirando, sólo se alcanzará un volumen igual a la presión de soporte entregada, relacionado también con la compliance (distensibilidad) del pulmón en ese momento. De todas formas, si el paciente continua realizando un esfuerzo inspiratorio a través de toda la fase de soporte, entonces el paciente será capaz de inspirar mayores volúmenes sin que la presión de soporte cambie. Un cambio en la altura del bucle PV refleja la medida del esfuerzo inspiratorio del paciente. Volumen PV-Loop Con respiración espontánea propia del paciente Sin respiración espontánea propia del paciente Presión El paciente estará condicionado a generar un esfuerzo inspiratorio, siempre y cuando el volumen tidal, con el cual se alcanza la presión de soporte fijada (sin la respiración propia del paciente), sea menor que las necesidades individuales del paciente. Por otro lado, la presión de soporte también debe compensar la resistencia artificial de la vía área (tubo) (ver también»bucles PV antes y después del tubo«).

34 34 Bucles - Un buen mecanismo Bucles PV antes y después del tubo Las medidas del bucle PV dadas por el ventilador sólo muestran la mitad de la gráfica. Como se describió en la sección de <bucle PV dinámico>, además existen caídas de presión posteriores al punto donde el ventilador registra las medidas (pieza en Y) por ejemplo, a través del tubo y las vías aéreas fisiológicas. Cuanto más estrecha sea el área a la izquierda de la vertical, menor será el trabajo adicional que se necesita hacer para luchar contra las resistencias inspiratorias del ventilador. Bucle de PV en CPAP antes y después del tubo El bucle PV del ventilador muestra un estrecho giro en pacientes que respiran espontáneamente con presión positiva continua de la vía aérea (CPAP). Cuanto más estrecha sea el área a la izquierda de la vertical, menor será el trabajo adicional que se necesita hacer para luchar contra las resistencias inspiratorias del ventilador. Por otro lado, el área a la derecha de la vertical está sólo determinada por las resistencias espiratorias del ventilador. Todo el área que engloba el bucle es al mismo tiempo una medida de la calidad del ventilador; también se debe recordar que para comparar diferentes ventiladores se necesita el mismo sistema de medición, pues sus especificaciones pueden ser muy diferentes. Otra pequeña consideración, que hay que tener en cuenta, es que algunos ventiladores administran una presión de soporte adicional muy pequeña (algunos de 3 mbar), aunque no se haya seleccionado, lo que hace imposible una comparación.

35 Bucles - Un buen mecanismo 35 Volumen PV-Loop Trabajo respiratorio producido por el ventilador Area determinada por la resistencia espiratoria del ventilador Nivel- CPAP Presión La creencia de que un bucle PV estrecho es sinónimo de menor trabajo por parte del paciente no es correcta, ya que no es así en todos los casos. Una comparación con un bucle registrado inmediatamente después del tubo endotraqueal muestra un área mayor. Debido al pequeño diámetro del tubo endotraqueal, el paciente debe hacer mucho más trabajo respiratorio (WOB).

36 36 Bucles - Un buen mecanismo Volumen Presión medida por el ventilador Ventilador Presión después del tubo Presión después de un incremento patológico de las resistencias en vías aéreas Presión (mbar) Cuanto menor sea el diámetro del tubo endotraqueal, mayor debe ser el esfuerzo del paciente para luchar contra la resistencia del tubo (4), hecho que se demuestra por que el área del bucle es diferente después de la intubación. Volumen ETT8 ETT6,5 Bucle PV-Obtenido después del tubo usando distintos diámetros de tubo Ventilador del bucle PV ETT8 = ETT6,5 Nivel- CPAP Presión (mbar)

37 Bucles - Un buen mecanismo 37 Presión de soporte en la vía aérea Un incremento de la resistencia de la vía área, ya sea causado por enfermedad o por una intubación, tiene como resultado un aumento del trabajo respiratorio del paciente. La razón de utilizar respiración espontánea asistida (ASB/P.soporte) es para tratar de compensar las resistencias de la vía área. Una comparación entre bucles durante la CPAP, muestra que el área del bucle tomado después del tubo se reduce con ABS/P.soporte. Volumen Ventilador Nivel- CPAP Nivel- ASB Presión (mbar) Si la rama inspiratoria del bucle cae justo sobre la línea de la CPAP establecida, la resistencia del tubo se ajustará sólo para compensar. Si la rama inspiratoria cae sobre la derecha de la línea de la CPAP, entonces el soporte que se de por encima y por detrás, compensa la resistencia del tubo. De este modo se compensan posibles resistencias producidas por patologías

38 38 Bucles - Un buen mecanismo de la vías áreas inferiores. Si la presión de soporte no es la adecuada y al paciente se le fuerza a inspirar, permanecerá una presión negativa al final del tubo. Desgraciadamente, no se puede obtener el bucle PV en el extremo distal del tubo. Registrar la presión en el extremo distal del tubo no es correcto, ya que se acumulan secreciones y mucosidades. Una medida errónea puede desencadenar una mala interpretación de datos. No obstante, se están realizando investigaciones para mejorar esta situación. En el Evita 4 y en el Evita 2 dura con el sistema de ATC (Compensación Automática del Tubo), ahora es posible por primera vez el visualizar el bucle PV después del tubo. La caída de presión dependiente del flujo está medida en tiempo real y la presión después del tubo (presión traqueal P.traq) está calculada sobre esta base. El bucle de P.Traqueal Volumen permite al clínico saber que parte del ventilador está soportando la respiración del paciente y que parte corresponde a trabajo respiratorio realizado por el paciente. Bucles otras posibilidades Además de los bucles presión-volumen (PV), pueden ser posibles otras combinaciones de parámetros. Algunos de estos ya se están usando en neumología, pero no están muy difundidos en cuidados intensivos. Ciertos procedimientos de diagnóstico necesitan la cooperación del paciente. Bucle Flujo-Volumen El bucle de flujo-volumen se utiliza ocasionalmente para obtener información acerca de la resistencia de la vía área, cuando se necesita llevar a cabo una

39 Bucles - Un buen mecanismo 39 aspiración o se necesita conocer como reaccionará el paciente a la terapia bronquial. El aumento de la resistencia de las vías aéreas como resultado de un esputo etc. puede ser reconocido por un bucle en forma de sierra. La aparición posterior de un bucle más suave puede verificar que las medidas terapéuticas, como la aspiración, han tenido éxito y han mejorado la resistencia de la vía aérea. [5] Flujo Bucle Flujo-Volumen Volumen Volumen En pacientes con enfermedad obstructiva las ramas espiratorias del bucle sólo cambian de forma cuando la PEEP seleccionada es mayor que la PEEP intrínseca. Sin embargo, el hecho de que la forma del bucle no cambie, no tiene nada que ver con la limitación del flujo. [1]

40 40 Revisión de tendencias Las tendencias gráficas obtenidas con el registro continuo de los valores medidos, hacen posible la evaluación de procesos ventilatorios en largos periodos. Las tendencias observadas pueden ser de gran interés en diversas aplicaciones y cada una requerirá un periodo diferente de observación. Por ejemplo, para hacer posible un proceso de destete del ventilador se necesitan varios días, incluso semanas para poder mostrarlo en un diagrama, mientras que en un suceso que ocurre súbitamente, el diagrama deberá representar el mayor detalle posible. Las áreas de aplicación para las diferentes tendencias en ventilación, son muy variadas por el amplio rango de posibles combinaciones para cada parámetro. Los siguientes ejemplos están diseñados para que el lector pueda pensar en otras posibles aplicaciones.

41 Revisión de tendencias 41 [1/min] 20 f :40 (8 h) : :40 [L/min] 15 MV VM :40 (8 h) : :40 [L/min] 15 VM esp :40 (8 h) : :40 Documentación de un proceso de destete En las tendencias mostradas arriba se puede ver como la frecuencia de SIMV fue reducida gradualmente. Cada vez que la frecuencia fue reducida, hubo una caída en el volumen minuto (VM), que fue compensado rápidamente mediante el volumen minuto de la ventilación espontánea del paciente (VMespont).

42 42 Revisión de tendencias [mbar] 25 ASB :40 (8 h) : :40 [L/min] 15 MV VM :40 (8 h) : :40 [L/min] 15 VM esp :40 (8 h) : :40 La segunda tendencia muestra el proceso de destete y sus efectos. Arriba, la frecuencia IMV se mantiene constante y sólo la presión de soporte se reduce. Inicialmente esta reducción fue compensada por el paciente e incluso al final se observa una reducción en el volumen minuto, después de la cual se aumento el soporte ventilatorio.

43 Revisión de tendencias 43 [mbar] 50 aumento de la resistencia comienzo en los cambios de la complianza Ppico :20 (2 días) : :20 [mbar] 50 Pplat :20 (2 días) : :20 [mbar] 50 PEEP :20 (2 días) : :20 Parámetros basados en la presión pico y la presión plateau Como ya se describió en el capitulo de curvas, los cambios en la presión pico y en la presión plateau permiten establecer la resistencia de la vía área y la compliance (distensibilidad) pulmonar. De esta forma, las tendencias de estos parámetros son al mismo tiempo una tendencia de R y C. Si durante la ventilación controlada por volumen sin limitación de presión hay un aumento de la presión pico, permaneciendo constante la presión plateau, tendremos entonces un incremento en la resistencia de la vía área. Este hecho puede ser debido (entre otros) a una obstrucción de las vías áreas por secreciones, o a una insuficiente aspiración. Si existe un incremento, tanto de la presión pico (ppico) como de la presión plateau (Pplat), entonces estaremos en presencia de una pérdida de compliance (distensibilidad).

44 44 Capnografía Observando el detalle Conjuntamente con la absorción del oxigeno (O 2 ), la eliminación del dióxido de carbono (CO 2 ) es la función más importante de la respiración, y por ello la concentración de CO 2 en el aire espirado está relacionado estrechamente con los procesos fisiológicos en el cuerpo humano. La monitorización moderna de los pacientes permite el almacenamiento, representación en pantalla y procesamiento de toda clase de datos. Dependiendo de los parámetros seleccionados y de la experiencia del observador, se pueden sacar conclusiones del estado del paciente y del éxito del tratamiento, gracias a la representación en pantalla en forma de curvas en tiempo real de una amplia gama de variables ventilatorias. La representación gráfica de la proporción de CO 2 en el aire respirado y su desarrollo en tiempo se denomina capnograma. Normalmente esta curva es mostrada como presión parcial de CO 2 o está dada en porcentaje de volumen. Durante la inspiración la presión parcial de CO 2 del aire inhalado es cero, asumiendo el uso de un sistema respiratorio abierto. Al inicio de la espiración la proporción del CO 2 en la mezcla de aire espirado es baja y es sólo al final de la espiración del volumen que ocupa el espacio muerto cuando se observan incrementos en la concentración de CO 2. El capnograma finalmente alcanza una fase de Plateau en la cual se observa un lento crecimiento. Cuando comienza el siguiente ciclo inspiratorio hay una caída inmediata del valor de CO 2 que vuelve a los valores iniciales de la mezcla de gas. Las causas de un capnograma no fisiológico pueden encontrarse a lo largo de cualquier parte del recorrido del CO 2 a través del organismo y, en el caso concreto de la ventilación, de una serie de factores que son el

45 Capnografía - Observando el detalle 45 Monitorización de CO 2 en Evita 4 resultado de la intervención médica. Las concentraciones de CO 2 del metabolismo, de los parámetros circulatorios, del intercambio gaseoso y de la ventilación pulmonar, como también de los parámetros seleccionados en el ventilador, hacen posible monitorizar todas estas funciones simultáneamente y detectar los problemas en estadios tempranos. Utilizando la medición de CO 2 se puede avanzar en la seguridad del paciente. Por otra parte, las causas de un capnograma no fisiológico son complejas y por tanto de difícil interpretación. Las medidas de CO 2 permiten detectar problemas en estadios tempranos, pero estos problemas deberán ser reevaluados utilizando otros medios. Los ventiladores de la familia EVITA utilizan un sensor main-stream cerca del paciente para medir la presión parcial de CO 2 durante las fases de inspiración y espiración; después muestran los valores en tiempo real, hecho que permite determinar el espacio muerto anatómico y la producción de CO 2. La presión parcial de CO 2 espirado es medida por el ventilador y se representa en pantalla pudiendo seguir su desarrollo en un período largo de tiempo en forma de tendencia. Las siguientes páginas incluyen un capnograma fisiológico y una selección de curvas de desviación de CO 2 y de las tendencias. Se cita también una corta interpretación y ejemplos de posibles causas.

46 46 Capnografía - Observando el detalle Capnograma fisiológico A - B: Variado del espacio muerto de las vías aéreas superiores. La concentración de CO 2 en esta parte de la curva es 0, ya que se trata de la primera fase de la espiración, durante la cual se analiza el aire de las vías aéreas superiores que no ha participado en el intercambio gaseoso. B - C: Gas del espacio muerto bajo y del alveolo: La concentración de CO 2 aumenta continuamente ya que parte del aire analizado procede de las vías aéreas superiores y otra parte procede del alveolo, siendo ambas ricas en CO 2. C - D: Gas alveolar: Esta fase se conoce como plateau alveolar. La curva aumenta lentamente. El aire analizado viene directamente del alveolo. D: Presión parcial de CO 2 teleespiratorio: Representa la mayor concentración de CO 2 espirado y se analiza al final de la espiración. Este punto se describe como etco 2 y es la porción final de aire que ha participado en el intercambio de gases a nivel alveolar. Bajo ciertas condiciones, representa la presión parcial de CO 2 en sangre arterial. Los valores normales de etco 2 son aproximadamente 5,0-5,3%, 5,1-5,3 kpa o mmhg D - E: Inspiración: La concentración de CO 2 cae rápidamente, porque el gas fresco libre de CO 2 entra a las vías aéreas durante la inspiración.

47 Capnografía - Observando el detalle 47 Presión t paco 2 C D A B E t Flujo t

48 48 Capnografía - Observando el detalle Interpretación del capnograma pco 2 (mmhg) (kpa) Curvas de CO ,0 8,0 6,0 4,0 2, s 2 (mmhg) 2 (kpa) etco Tendencia de CO 80 10,0 60 8,0 40 6,0 4,0 20 2, min Caída exponencial en la pco 2 Posibles causas: Bypass cardiopulmonar Paro cardiaco Embolia pulmonar Grandes pérdidas de sangre Caída repentina en la presión arterial.

49 Capnografía - Observando el detalle 49 pco 2 (mmhg) (kpa) 80 10,0 60 8,0 40 6,0 4,0 20 2,0 0 Curvas de CO s etco 2 (mmhg) (kpa) 80 10,0 60 8,0 40 6,0 4,0 20 2,0 0 Tendencia de CO min Caída persistente de pco 2 Posibles causas: Hiperventilación como resultado de un volumen minuto muy alto Baja temperatura corporal Después de un shock.

50 50 Capnografía - Observando el detalle pco 2 (mmhg) (kpa) 80 10,0 60 8,0 40 6,0 4,0 20 2,0 0 Curvas de CO s etco 2 (mmhg) (kpa) 80 10,0 60 8,0 40 6,0 4,0 20 2,0 0 Tendencia de CO min Caída persistente de pco 2 sin plateau Posibles causas: Ventilación alveolar insuficiente EPOC Obstrucción de las vías aéreas superiores Oclusión parcial del tubo

51 Capnografía - Observando el detalle 51 pco 2 (mmhg) (kpa) 80 10,0 60 8,0 40 6,0 4,0 20 2,0 0 etco 2 (mmhg) (kpa) 80 10,0 60 8,0 40 6,0 4,0 20 2,0 0 Curvas de CO s Tendencia de CO min Caída repentina de pco 2 hasta valores próximos a cero Posibles causas: Extubación accidental Estenosis completa de la vía aérea Desconexión Intubación esofágica (caída después de 1-2 volumenes tidales)

52 52 Capnografía - Observando el detalle pco 2 (mmhg) (kpa) ,0 8,0 6,0 4,0 2,0 Curvas de CO s etco 2 (mmhg) (kpa) 80 10,0 60 8,0 40 6,0 4,0 20 2,0 0 Tendencia de CO min Incremento gradual de pco 2 Posibles causas: Un aumento en el metabolismo y temperatura corporal (con un VM constante). Comienzo de una hipoventilación Reducción en una ventilación alveolar efectiva

53 Capnografía - Observando el detalle 53 pco 2 (mmhg) (kpa) 80 10,0 60 8,0 40 6,0 4,0 20 2,0 0 Curvas de CO s etco 2 (mmhg) (kpa) 80 10,0 60 8,0 40 6,0 4,0 20 2,0 0 Tendencia de CO min Caída repentina en la pco 2 sin llegar a valor 0 Posibles causas: Fugas en el sistema (tubos) Estenosis parcial de la vía aérea Tubo situado en la laringofaringe

54 54 Capnografía - Observando el detalle pco 2 (mmhg) (kpa) ,0 8,0 6,0 4,0 2,0 Curvas de CO s Plateau de PCO 2 no horizontal Posibles causas: Asma Problemas en la distribución ventilatoria (vaciado asincrónico)

55 Capnografía - Observando el detalle 55 pco 2 (mmhg) (kpa) 80 10,0 60 8,0 40 6,0 4,0 20 2,0 0 Curvas de CO s etco 2 (mmhg) (kpa) 80 10,0 60 8,0 40 6,0 4,0 20 2,0 0 Tendencia de CO min Aumento constante en la pco 2 Posibles causas: Depresión respiratoria por fármacos Alcalosis metabólica (compensación respiratoria) Insuficiente ventilación minuto

56 56 Literatura [1] A. Nahum, Use of Pressure and Flow Waveforms to Monitor Mechanically Ventilated Patients, Yearbook of Intensive Care and Emergency Medicine 1995, [2] Sydow M.,Burchardi H.,Zinserling J., Ische H., Crozier Th.A., Weyland W. Improved determination of static compliance ; Intensive Care Med (1991) 17: [3] Marco Ranieri, Rocco Giuliani, Tommaso Fiore, Michele Dambrosio, Joseph Milic-Emili. Volume- Pressure Curve of the Respiratory System Predicts Effects of PEEP in ARDS: «Occlusion» versus «Constant Flow» Technique. Am J Respir Crit Care Med.; Vol 149. pp 19-27, 1994 [4] Michael Shapiro, MD; R. Keith Wilson, MD; Gregorio Casar, MD; Kim Bloom, MD; Robert B. Teague, MD. Work of breathing through different sized endotracheal tubes. Critical Care Medicine, Vol. 14, No. 12 [5] Jurban A, Tobin MJ (1994) Use of Flow-Volume curves in detecting secretions in ventilator dependent patients. Am J Respir Crit Care Med 150:

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60 España: México: Dräger Medical Hispania S.A. c/ Xaudaró n Madrid ESPAÑA Tel: Fax: draegermedical@draeger.es Chile: Dräger Medical Chile Ltda. Alonso de Córdova 5151, Piso 19 Las Condes Santiago CHILE Tel: Fax: info@draegermedical.cl Dräger Medical México, S.A. de C.V. German Centre Av. Santa Fe, 170 Int Col. Lomas de Santa Fe México D.F. MÉXICO Tel: Fax: info@draegermedical.com.mx América Latina: Dräger Medical AG & Co. KG Moislinger Allee Lübeck ALEMANIA Tel: Fax: Business.Support@draeger.com Fabricante: Dräger Medical AG & Co. KG D Lübeck El sistema de gestión de calidad de Dräger Medical AG & Co. KG está certificado según el anexo II de la directriz 93/42/EEC (Productos médicos) y según ISO 9001 y ISO / / ls-dw / Impreso en Alemania / Libre de cloro - ecológico / Sujeto a modificación / 2005 Dräger Medical AG & Co. KG