RESPIRADORES. Ing Enrique M. Avila Perona. Ing. Enrique Mario Avila Perona

Transcripción

1 RESPIRADORES Ing Enrique M. Avila Perona

2 Definición División de los órganos respiratorios. vías respiratorias superiores vías respiratorias inferiores pulmones.

3 Anatomía - La faringe. - La laringe. -La tráquea.

4 Mecanismo respiratorio

5 Distintas partes - La faringe. - La laringe. - La tráquea. Los pulmones. - El árbol bronquial.

6 Mecánica de la respiración Respiración espontánea. Inspiración. Es un movimiento activo El músculo respiratorio más importante es el diafragma Los músculos intercostales externos Espiración. Es normalmente un movimiento pasivo

7 Curvas Típicas

8 Curva Volumen tiempo

9 Términos VT = volumen corriente (periódico y de una respiración normal). IRV = volumen de reserva inspiratorio (volumen que aún se es capaz de respirar por encima de VT). VC = capacidad vital (volumen de una respiración máxima). IC = capacidad inspiratoria (IRV + VT). RV = volumen residual (volumen que permanece en los pulmones después de una respiración máxima). FRC = capacidad residual funcional (ERV + RV) ERV = volumen de reserva espiratorio (volumen máximo que puede espirarse a partir de FRC). TLC = capacidad pulmonar total (volumen de una respiración máxima) VC + RV).

10 Resistencia Las vías respiratorias presentan cierta resistencia al flujo, que se expresa como la presión dividida por el flujo del gas. La resistencia se expresa en kpa/l/s. Resistencia presión im flujo del pulsora (kpa) gas (l / s) La resistencia de las vías respiratorias depende de propiedades de las vías respiratorias tales como: Longitud. Diámetro. Estructura de las ramificaciones y superficie. Tipo de flujo: a) Flujo laminar: las moléculas de gas circulan linealmente a lo largo de las vías respiratorias, con lo que la resistencia es baja. b) Flujo turbulento: se producen torbellinos por las elevadas velocidades de flujo, estructura de las paredes irregular y ramificaciones (mayor resistencia que en el flujo laminar). (6)

11 Resistencia vías aéreas Rva La presión disminuye en el sentido del flujo. Se define R=(P1-P2)/flujo (suponiendo flujo laminar). No es lineal, para flujos mayores, mayor es el cambio de presión. Tomando P1=Pva y P2 =Palv, se define Rva del paciente Rva=(Pva-Palv)/flujo, Rva=Pres/flujo. Donde Rva tiene un componente del paciente y otro de la cánula de intubación No vale calcular Rva para un flujo dado y luego usarlo con otros flujos. Flujo (l/m) P2-P1 (cmh2o) R (cmh2o/l/s)

12 Compleancia La compleancia (C) es una medida de la elasticidad de los pulmones y de la pared torácica. El valor de la misma expresa el cambio del volumen ( V) producido por una unidad de variación de la presión ( p). La compleancia se puede medir en ml/cm H2O o en ml/kpa. Compleancia cambio de volumen cambio de presión (4) Medición de la compleancia. La compleancia puede medirse registrando el cambio de presión ( p) producido al insuflar los pulmones con un volumen conocido de aire ( V=VT) en un paciente sin actividad respiratoria espontánea.

13 Complacencia del sistema respiratorio Csr El sistema pulmonar presenta propiedades elásticas. Al aumentar la presión dentro de los pulmones el volumen también aumenta, se define así la complacencia como el cambio de volumen obtenido para dicho diferencial de presión. Se define la PEEP como la presión remanente en los pulmones al final de la expiración debida en este caso a la Rva. La complacencia total es la complacencia pulmonar mas la de la caja toráxica. Palv-PEEP = P elástica y V = Vol corriente. Asi Csr = Vc/Pel Se debe medir cuando el flujo es 0 ya que en este caso Pva=Palv

14 Ventilación Mecánica La Ventilación Mecánica o Artificial, es una técnica de apoyo a la respiración, cuyo objetivo es realizar el movimiento de gas hacia y desde los pulmones, para que en los alvéolos se lleve a cabo el intercambio gaseoso con la sangre. La Ventilación Mecánica puede sustituir tanto total como parcialmente la función ventilatoria (dependiendo del modo ventilatorio utilizado). El Ventilador Mecánico o Respirador realiza esa tarea, en pacientes que no pueden hacerlo normalmente debido enfermedades, traumatismos, drogas (anestesia), etc.

15 Enfermedades Enfermedades pulmonares restrictivas. Enfermedades pulmonares obstructivas.

16 Objetivos del diseño de un Ventilador Mecánico Suplir el control de la ventilación. Posibilitar el intercambio de gases. Reducir el trabajo respiratorio. Facilitar la recuperación muscular (destete). Permitir sedación, anestesia.

17 Tipos y generaciones de ventiladores De presión negativa extratoráxica, el pulmón de acero:

18 De presión positiva (IPPV):

19 Clasificación de acuerdo a la Historia 1 Generación 2 Generación 3 Generación

20 Primera generación (60 s) Eran muy simples. Enteramente neumáticos, dependían de una fuente de aire comprimido externa. Ciclados solo por presión. No poseían modos ventilatorios ni alarmas. PR2 Puritan Bennett

21 Segunda generación (70 s) Poseen electrónica discreta. Tienen blenders o mezcladores externos (Aire, O2). Poseen algún tipo de monitoreo y pocas alarmas. Aparecen los modos ventilatorios (SIMV, CPAP, etc) MA1 Puritan Bennett Servo 900 Siemens

22 Tercera generación (80 s hasta hoy) Son controlados por microprocesadores (permite agregado de nuevos modos ventilatorios y updates de software). Válvulas solenoidales y sensores de flujo y presión. Pueden ser ciclados por tiempo, presión, volumen o flujo. Mezcladores Aire, O2 internos. Monitorización de múltiples parámetros y despliegue de curvas de flujo, presión, volumen, bucles, etc. Potentes sistemas de alarmas y controles de seguridad con múltiples alarmas Puritan Bennett Servo Siemens Graph - Neumovent

23 Tecnología Respiradores Clasificación de acuerdo a su aplicación Cuidados intensivos Neonatales Anestesia Transporte Uso domicilario De cuidados intensivos Pediátricos y Adultos

24 Descripción Primera generación Segunda generación Tercera generación Son enteramente neumáticos Son controlados electrónicamente sin microprocesador Son controlados electrónicamente con microprocesador Son ciclados por presión Son ciclados por volumen Son ciclados por tiempo, presión y/o volumen. Su funcionamiento depende de una fuente de aire comprimido externa Algunos poseen un compresor de aire comprimido y/o mezcladores de aire oxigeno autocontenidos Algunos poseen un compresor de aire comprimido y/o mezcladores de aire oxigeno autocontenidos No poseen alarmas Poseen algunas alarmas Poseen muchas alarmas No poseen modos ventilatorios Poseen algún modo de seguridad Incorporan sistemas de seguridad muy confiables. Contienen muy escaso monitoreo Poseen algún tipo de monitoreo Incorporan un sistema muy importante de monitoreo

25 Ventilador, circuito y paciente

26 Esquema

27 Diagrama en bloque de un respirador

28 Funciones Proveer gases al paciente según determinadas condiciones de volumen, presión, flujo y tiempo Acondiconar el gas que se entrega al paciente. Filtrado, Humedad y temperatura Incorporar medicación que se incorpora vía inhalatoria Monitorear la ventilación del paciente y su mecánica respiratoria Proveer un sistema de seguridad para ventilar al paciente en caso de anomalías Avisar al operador que se ha presentado una situación distinta a la programada Elaborar la información que maneja y mostrarla de manera adecuada al operador o enviarla a sistemas periféricos conectadas al equipo.

29 Componentes de un respirador Sistema de control Sistema de provisión de gases Sistema de monitoreo Interno Interfase operador máquina Interfase paciente respirador Sistemas de seguridad y alarmas

30 1. Sistema de control Es el cerebro del equipo. Interactúa con todos los demás sistemas: Recibe ordenes del operador y las transforma en acciones del ventilador. Toma y procesa información proveniente de los sensores. Maneja las alarmas. Decide el uso de ventilación de respaldo o emergencia. Etc. Fue cambiando a lo largo de las diversas generaciones: Primera: puramente neumático, muchas limitaciones. Segunda: electrónica discreta. Tercera: microprocesadores y sistemas digitales avanzados. Memorias con firmware que puede ser actualizado para mejorar performance y agregar nuevas funcionalidades y modos ventilatorios.

31 2. Suministro de energía Eléctrica Red eléctrica fuentes conmutadas. Baterías Internas: para traslados o cortes de energía, todos deberían tenerla, conmutación automática. Externas: ambulancias, etc. Neumática: ventiladores de emergencia o de traslado

32 3. Sistema de suministro de gases Entradas de alta presión (2 5 bar): Aire y O2 N2O (en carros de anestesia). Central, balón o compresor interno. Sistema de mezcla (Blender) Externo. Interno. Válvulas proporcionales (solenoides o motor de pasos), no hay blender.

33 Interfase paciente

34 6. Interfaz con el paciente Funciones: Conducir el gas hacia y desde el paciente, tubuladuras reusables o descartables, esterilización (autoclave, oxido de etileno, etc). Acondicionar el gas inspirado, temp, humedad (humidificadores, narises). Eliminar excesos de humedad (trampas de agua). Suministro de medicaciones (nebulizador). Uso de filtros bacterianos. Etc.

35 5. Interfaz con el operador Comunicación bidireccional entre equipo y paciente: Programación del equipo. Despliegue de parámetros y curvas. Mensajes y alarmas.

36 Despliegue de parámetros y curvas. Parámetros ventilatorios medidos: f, Ti, I:E, VC, Pmax, PEEP, O2, etc. Curvas: flujo, presión, volumen, bucles.

37 Mensajes y alarmas: Su función es avisar tanto auditiva como visualmente alteraciones en los parámetros de ventilación, problemas de programación, malfuncionamiento, alteraciones del paciente, etc. Fijas de fábrica: Suministro eléctrico. Baja presión de aire y O2. Falla válvula exhalatoria. Etc. Programables por el usuario: Alarmas de presión. Alarmas de volumen. Alarmas de apnea. Alarma de oxígeno. Etc.

38 Estructura interna

39 Sistemas modernos con válvulas inspiratorias de control de flujo.

40 Transductores de flujo: De hilo caliente. El hilo de platino se calienta a una temp. Cte. mediante un circuito electrónico, al pasar el flujo, el hilo se enfría entonces el circuito provee mas corriente, dicha corriente será proporcional al flujo de gas que esta pasando. Debo tener un termistor que sense la temperatura del gas para compensar. Ventajas: baja resistencia, escaso desgaste y mantenimiento nulo. Desventajas: problemas para detectar flujo direccional, muy sensible a la humedad, sensible a fatiga, difícil limpieza.

41 Neumotacógrafo (o de pantalla) El gas atraviesa una malla que le ofrece una determinada resistencia R, midiendo la diferencia de presión a ambos lados de la malla, se obtiene el flujo Ventajas: buena respuesta en frecuencia, larga duración. Desventajas: requieren mantenimiento periódico, uso de diferentes tipos según el tipo de paciente a tratar.

42 Por ultrasonido El gas pasa por un orificio creando turbulencias (vortices) que son sensadas por ultrasonido, el grado de turbulencia es proporcional al flujo. Ventajas: Precisos. Desventajas: Alta resistencia De turbina El gas pasa a través de una turbina cuyo a velocidad de giro es medida mediante un emisor y detector ópticos. La velocidad de giro es proporcional al flujo. Ventajas: robustos. Desventajas: sistema mecánico con mucha inercia y muy mala sensibilidad (20 a 30%), solo utilizado en espirómetros.

43 Transductores de presión: Piezoresistivos. Se utiliza una membrana con una resistencia adosada que varia su valor al estirarse ésta. Temperatura: Termistores. RTDs: Pt o nt. O2: Celdas de oxígeno.

44 Neumotacógrafo Fleish.

45 Neumotacógrafo Hot- wire.

46 Monitoreo de volumen y flujo Aparatos para la medición de volumen. Aparatos sensores de flujo.

47 Programación del equipo: Selección del modo ventilatorio: VCV, PCV, SIMV, CPAP, PSV, VMM, VTAseg, APRV, BiPAP, etc. Selección de los parámetros: Principales: f, Ti, I:E, VC o VT, VM, Pmax, PEEP, FiO2, triger, etc. Límites de alarmas, por defecto según tipo de paciente, automático (%encima y %debajo), manual. Opcionales: suspiros, pausas, etc. Tipos de flujos:

48 Curvas

49 MODOS DE VENTILACION Modo Control Trigger Ciclo Soporte Variable condicional Acción CMV A/C Presión, volumen, flujo. Presión, volumen, flujo Máquina Máquina NA Máquina o paciente Máquina NA Tiempo o esfuerzo del paciente Disparo máquina a paciente AMV IMV SIMV Presión, volumen, flujo Presión, volumen, flujo Presión, volumen, flujo Paciente Máquina NA Máquina Máquina No Máquina o paciente Máquina No Disparo máquina a paciente CPAP No PCV Presión Máquina Máquina NA PC-IMV Presión Máquina Máquina No PC-SIMV Presión Máquina o paciente Máquina No Tiempo o esfuerzo del paciente Disparo máquina a paciente PCIRV Presión Máquina Máquina NA APRV Presión Máquina Máquina No PSV Si MMV Presión, volumen, flujo Máquina Si Minuto de ventilación y tiempo Espontánea a mandatoria respiración VAPS Si Volumen corriente Control de presión a volumen BiPAP Presión Máquina Máquina No

50 Sistemas de alarma A. Alarmas de entrada de energía. 1. Baja energía eléctrica. 2. Baja energía neumática. B. Alarmas del circuito de control. 1. Falla general del sistema (ventilador inoperante). 2. Preselecciones de los parámetros del ventilador incompatibles. 3. Relación de tiempo inspiratorio a respiratorio inversa. C. Alarmas de salida. 1. Presión. a. Alto y bajo pico de presión en las vías respiratorias. b. Alta y baja presión media en las vías respiratorias. c. Alta y baja línea de base (PEEP o CPAP). d. Falla de presión en las vías respiratorias para retornar a la línea de base dentro de un período específico. 2. Volumen (bajo volumen corriente). 3. Flujo (bajo volumen minuto). 4. Tiempo. a. Alta o baja frecuencia de ventilación. b. Tiempo de inspiración largo o corto (largo = apnea). c. Tiempo de espiración largo o corto (largo = apnea). 5. Gas inspirado. a. Alta o baja temperatura del gas inspirado. b. Alto o bajo flujo FIO2

51 Parámetros y curvas

52 Curvas

53 Panel de conexión

54 Filtros

55 Trampas

56

57

58 Ex Siemens, Maquet

59 Viasys Vela