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1 128 AMMVEPE Vol 20, No 5 Septimebre-Octubre 2009 pp ARTÍCULO DE REVISIÓN Introducción a la ventilación mecánica en la Unidad de Cuidados Críticos Introduction to mechanical ventilation in the Critical Care Unit José Antonio Ibancovichi Camarillo,* Rafael Moran Muñoz,** Martín Acevedo Arcique,** José Mauro Victoria Mora* RESUMEN La ventilación mecánica se refiere a la utilización de una máquina capaz de proporcionar algo o todo el trabajo de la respiración El principal objetivo para proporcionar ventilación mecánica son: hipoxemia, hipercapnia, y esfuerzo respiratorio excesivo que no puede ser resuelto con tratamientos conservadores El pronóstico depende de la causa de enfermedad y el grado de patología pulmonar Palabras clave: Presión positiva intermitente, ventilación mecánica, insuficiencia respiratoria ABSTRACT Mechanical ventilation is the use of a machine to perform some or all of the work of breathing The principal objective for mechanical ventilation includes hipoxemia, hipercapnia, and excessive work of breathing that not resolve whit conservative therapies The prognosis varies with cause of diseases and the degree of pulmonary pathology Key words: Intermittent positive pressure, mechanical ventilation, respiratory failure INTRODUCCIÓN Por más de 40 años la ventilación por presión positiva intermitente (VPPI) ha demostrado su utilidad en seres humanos salvando muchas vidas En estudios recientes la VPPI ha demostrado su utilidad en la medicina veterinaria El principal objetivo de la ventilación por presión positiva intermitente a través de un ventilador mecánico es mejorar el intercambio gaseoso pulmonar incrementando la ventilación alveolar (V A ), la presión parcial de oxígeno en sangre arterial (PaO 2 ), incremento del volumen pulmonar, y evita zonas de atelectasia 1,2 La ventilación mecánica incrementa la capacidad residual * Académicos del Hospital Veterinario para Pequeñas Especies de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad Autónoma del Estado de México ** Residentes del segundo año de la especialidad en Medicina y Cirugía de Perros y Gatos Hospital Veterinario para Pequeñas Especies de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad Autónoma del Estado de México Sobretiros: Dr José Antonio Ibancovichi Camarillo Jesús Carranza 203 Col Universidad CP Toluca, Edo de México Tels: , , Fax: Correo electrónico: ibanvet@gmailcom funcional pulmonar (CRF), que es el volumen de aire que queda en los pulmones después de una espiración normal, disminuye el trabajo respiratorio, revierte la hipoxemia que pone en peligro la vida, y evita el incremento de dióxido de carbono 1 Sin embargo, para poder llevar a cabo este tipo de tratamiento, es importante que el médico conozca los conceptos generales de la fisiología respiratoria y la utilización de equipos de ventilación mecánica Por tanto, el principal objetivo de este trabajo es proporcionar los conceptos generales sobre ventilación, sus indicaciones, y las funciones básicas del ventilador La ventilación puede ser definida como el movimiento de aire a través del parénquima pulmonar Este mecanismo requiere de varios componentes como integridad de la caja torácica, los músculos que participan en la respiración (músculos intercostales y diafragma), y el sistema nervioso central el cual se encarga de regular la actividad muscular La alteración en cualquiera de estos componentes ocasiona alteraciones en el intercambio gaseoso (O 2, CO 2 ) 1,2 INDICACIONES PARA PROPORCIONAR VENTILACIÓN MECÁNICA La ventilación mecánica está indicada cuando la PaO 2 cae entre mmhg, o cuando la presión parcial de dióxido de carbono (PaCO 2 ) se incrementa entre mmhg 3 Los pacientes que requieren de ventilación mecánica se pueden dividir en tres categorías (Cuadro 1): 1 Pacientes con hipoxemia < PaO 2 2 Pacientes con hipoventilación > PaCO 2 3 Combinación de ambas

2 129 Cuadro 1 Descripción de la insuficiencia respiratoria Insuficiencia respiratoria hipoxémica < PaO 2 Insuficiencia respiratoria hipercápnica > PaCO 2 También llamada: insuficiencia respiratoria aguda tipo I También llamada: insuficiencia respiratoria tipo II Definición: Incapacidad pulmonar para proporcionar Definición: Insuficiencia pulmonar para eliminar oxígeno de acuerdo con la demanda metabólica dióxido de carbono Criterios de evaluación: PaO 2 <60 mmhg o una Criterio de evaluación: PaCO 2 > 50 mmhg PaO 2 <40 mmhg a cualquier nivel de fracción inspirada de oxígeno (FiO 2 ) Principales causas: Trastornos en la relación ventilación Principales causas: Insuficiencia en el efecto de bomba perfusión (V/Q), hipoventilación alveolar, defectos en respiratoria (daño de la caja torácica, daño diafragmático, la difusión, cortocircuito intrapulmonar o también llamado lesión del sistema nervioso) Producción de CO 2, shunt, y FiO 2 baja aumento del espacio muerto La insuficiencia respiratoria hipoxémica puede ser ocasionada por un inadecuado intercambio gaseoso a nivel alveolar o a nivel de los vasos sanguíneos pulmonares, cortocircuito intrapulmonar, alteraciones en la relación ventilación perfusión (V/Q), o disminución en la fracción inspirada de oxígeno (FiO 2 ) Las principales causas de este tipo de insuficiencia respiratoria en los perros y gatos son: 1 Contusión pulmonar 2 Ahogamiento 3 Neumonía por aspiración de contenido gástrico 4 Enfermedad cardiaca 5 Inhalación de gases tóxicos 1-3 En la insuficiencia respiratoria hipercápnica los pacientes presentan un parénquima pulmonar normal pero son incapaces de mantener el proceso ventilatorio, ocasionando un aumento de la PaCO 2 Las principales causas en el perro y el gato son: lesión del sistema nervioso central, anestésicos (pentobarbital), opiáceos, daño de las neuronas aferentes de los músculos de la respiración (lesión cervical, lesiones de disco intervertebral cervical), polineuropatías (polirradiculitis), enfermedades de la placa neuromuscular (miastenia grave, botulismo, parálisis por garrapatas) La medición de los niveles de PaCO 2 es un indicador de la ventilación alveolar y que por lo general se ve afectada cuando disminuye el volumen minuto ( ml kg -1 min -1 ) 2,3 Una PaCO 2 mayor a 43 mmhg en el perro y mayor a 36 mmhg en el gato deben ser consideradas como hipercapnia Cuando la PaCO 2 es mayor a 60 mmhg indica hipoventilación severa que requiere de tratamiento ventilatorio inmediato Una PaCO 2 elevada ocasiona acidemia y trastornos neurológicos y metabólicos importantes, como vasodilatación cerebral e incremento de la presión intracraneal En seres humanos sanos, los músculos respiratorios consumen de 2-5% del total de oxígeno En un estado de compromiso respiratorio la demanda energética de los músculos respiratorios aumenta ocasionando un fenómeno conocido como fatiga respiratoria 2-5 Durante el periodo en que la PaO 2 disminuye, 30 o 40% del gasto cardiaco trata de mantener el flujo sanguíneo diafragmático a expensas de órganos vitales como el encéfalo y riñones 2,3 MODOS VENTILATORIOS Un modo ventilatorio se refiere a los parámetros que pueden establecerse en un ventilador mecánico y que una vez establecidos determinan el tipo de respiración que se proporcionara, como la frecuencia respiratoria, y el punto en el que la respiración inicia y termina En la actualidad existen diferentes tipos de ventiladores mecánicos por lo que los parámetros y la nomenclatura pueden variar haciendo difícil estandarizar la información Los cuatro factores que se encuentran involucrados en la presión positiva intermitente son: 1 Volumen 2 Presión 3 Flujo 4 Tiempo Ventilador ciclado por volumen El ventilador termina su ciclo cuando el volumen tidal o volumen corriente preestablecido es liberado En este caso el volumen corriente (Vc) es siempre el mismo, sin embargo, la presión de la vía aérea puede variar, dependiendo de la patología pulmonar o de las fuerzas elásticas del pulmón a vencer (complianza pulmonar) El principal problema al utilizar este modo de ventilación es que se puede ocasionar sobredistensión alveolar y lesión pulmonar (Volutrauma pulmonar), si la presión requerida para alcanzar el volumen corriente es muy alta Ventilador ciclado por presión El ventilador termina su ciclo cuando la presión preestablecida es alcanzada En este caso el volumen corriente puede variar, pero mantienen estable la presión en la vía aérea La principal desventaja al utilizar este tipo de modo ventilatorio es que el volumen corriente disminuye cuando la complianza pulmonar es baja Ventilador ciclado por flujo El ventilador termina su ciclo cuando la tasa de flujo inspiratorio disminuye al punto establecido

3 130 Ventilador ciclado por tiempo El ventilador termina su ciclo cuando el tiempo establecido es alcanzado Los modos ventilatorios ciclados por flujo y por tiempo se utilizan con mayor frecuencia en medicina humana por lo que no serán discutidos en este trabajo La ventilación de alta frecuencia, libera un volumen corriente pequeño de 1-3 ml kg -1 pero a una frecuencia alta de respiraciones min -1 La ventaja que posee este sistema es que puede ser utilizado en pacientes hipovolémicos, esto se debe a que la presión que se alcanza en la vía aérea es baja sin ocasionar deterioro hemodinámico 3 Patrones respiratorios proporcionados por el ventilador Los ventiladores para cuidados críticos pueden proporcionar tres tipos de respiración: Ventilación mandatoria continua Ventilación mandatoria intermitente (IMV) Ventilación espontánea continua En la ventilación mandatoria continua, todas las respiraciones son mandatorias, esto quiere decir que todas las respiraciones son iniciadas y terminadas por el ventilador En la ventilación mandatoria intermitente se combina respiraciones mandatorias con respiración espontánea, lo cual significa que algunas respiraciones son iniciadas y terminadas por el ventilador mientras que otras son iniciadas y terminadas pro el paciente Este tipo de ventilación también se le conoce como ventilación mandatoria sincronizada (SIMV), lo que permite que exista una mejor sincronización del ventilador con el paciente, y es un modo ventilatorio que se utiliza con frecuencia para realizar la interrupción de la ventilación mandatoria o controlada 2,3 En la ventilación espontánea continua todas las respiraciones son espontáneas, en donde el paciente inicia y termina todas las respiraciones Este modo ventilatorio se utiliza en pacientes que mantienen un volumen minuto normal Algunos ventiladores son capaces de aumentar la respiración espontánea incrementando la presión de la vía aérea durante la inspiración; a lo cual se le conoce como presión de soporte La presión de soporte puede ayudar a vencer la resistencia ocasionada por el tubo endotraqueal, humidificador y válvulas del ventilador De acuerdo con la literatura en seres humanos se sugiere iniciar con una presión de soporte de 6-8 cmh 2 O Otra ventaja que proporciona la ventilación espontánea continua es el poder elevar la presión de la vía aérea basal durante la inspiración o exhalación Esta presión también es conocida como presión continua de la vía aérea (CPAP) evitando el desarrollo de atelectasias y mejora el intercambio gaseoso 2,3 PRESIÓN POSITIVA TELEESPIRATORIA (PEEP) La mayoría de los ventiladores poseen la opción de poder incrementar la presión de la vía aérea durante la exhalación; también conocida como presión positiva al final de la espiración o presión positiva teleespiratoria (PEEP) Esta presión evita la formación de atelectasias manteniendo a los alvéolos abiertos y funcionales para el intercambio gaseoso Los pacientes con enfermedad pulmonar por lo general requieren de PEEP (10-12 cmh 2 O); sin embargo, es importante recordar que el aumento de la presión intratorácica conlleva a deterioro cardiovascular 2-7 Por lo cual se requiere de monitorización continua de la presión arterial La PEEP intrínseca o también llamada auto-peep es un fenómeno que puede ser el resultado de ciertos modos ventilatorios en donde el paciente no completa la exhalación antes de que se inicie la siguiente inspiración Esto ocasiona un aumento de la presión espiratoria y que posee el mismo efecto que la PEEP extrínseca; sin embargo, la PEEP intrínseca tiene un inicio insidioso y no puede ser controlada de manera directa 3 AJUSTE DEL VENTILADOR El ajuste del ventilador debe realizarse con base en la fisiopatología pulmonar y la condición física de cada paciente Ajuste del volumen corriente: El volumen corriente o volumen tidal es la cantidad de gas que se mueve dentro y fuera del paciente durante un ciclo respiratorio normal y que por lo general es medido en la rama espiratoria del circuito de respiración El producto del volumen corriente y la frecuencia respiratoria se conoce como volumen minuto Por lo general se recomienda iniciar con un volumen corriente de 8-15 ml kg -1 manteniendo un volumen minuto de ml kg -1 min -1 Existen diversos estudios en medicina humana y veterinaria que hablan sobre el manejo del síndrome de distrés respiratorio en donde se recomienda instaurar estrategias ventilatorias de protección pulmonar en donde se utiliza un volumen corriente de 6-8 ml kg 3-6 FRECUENCIA RESPIRATORIA Y RELACIÓN INSPIRACIÓN: ESPIRACIÓN (I:E) La frecuencia respiratoria inicial puede ser de 8-15 respiraciones por minuto y debe de ajustarse en base a la concentración de CO 2 espirado En donde podemos utilizar la siguiente fórmula: FR= (FR x PaCO 2 ) la PaCO 2 deseada FR = Nueva frecuencia respiratoria La relación entre el tiempo inspiratorio y el tiempo espiratorio también se conoce como relación I:E y está determinada por la frecuencia respiratoria y la duración entre la inspiración y la espiración Por lo general la relación I:E recomendada es 1:2 Una frecuencia respiratoria alta puede ocasionar una relación I:E inversa (tiempo espiratorio mayor al tiempo inspiratorio) Una relación inversa I:E ha sido estudiada en el hombre con efectos benéficos, pero pueden poner en riesgo al paciente

4 131 de desarrollar PEEP intrínseca y compromiso cardiovascular 2,3 El tiempo inspiratorio debe mantenerse entre 15 a 25 segundos Una relación I:E de 1:3 se asemeja con mayor precisión a la respiración espontánea 9,10 Para poder ajustar una relación 1:3 es importante determinar el flujo para ello se utiliza la siguiente fórmula: F = volumen minuto x (I:E) 10 F = Flujo (I:E) = Suma de la relación I:E En un perro de 20 kg en donde queremos establecer una relación 1:3 con 15 respiraciones por minuto y un volumen corriente de 200 ml F = volumen minuto x (I:E) 10 F = (200 ml x 15) x (1 +3) F = 12 [L min -1 ] FRACCIÓN INSPIRADA DE OXÍGENO (FIO 2 ) La fracción inspirada de oxígeno inicial deberá ser de 1 (100%) con el objetivo de que la hipoxemia no agrave la adaptación del paciente al ventilador Sin embargo, una FiO 2 del 100% por más de h ocasiona la muerte en varios modelos de experimentación La FiO 2 no debe de exceder del 06 (60%) durante periodos prolongados de ventilación 2-5 En un paciente con enfermedad severa del parénquima pulmonar se recomienda iniciar con una FiO 2 de 10 un Vc de 6-8 ml kg y 15 respiraciones por minuto con ventilación mandatoria intermitente sincronizada (SIMV) El objetivo es reducir la FiO 2 a 06 lo antes posible SUSPIROS Algunos ventiladores tienen incorporados respiraciones con suspiros intermitentes Las respiraciones con suspiros son una estrategia ventilatoria adicional que reduce la incidencia de atelectasias 4,5 MANEJO Y CUIDADOS DEL PACIENTE Los pacientes que serán sometidos a ventilación mecánica deberá colocarse un tubo endotraqueal y mantenerse bajo anestesia general Por lo general los animales con traumatismo craneoencefálico o enfermedad severa de la placa neuromuscular pueden ser ventilados mecánicamente sin necesidad de anestésicos facilitándose la evaluación neurológica Los pacientes que son mantenidos bajo anestesia general son incapaces de toser y expectorar las secreciones respiratorias predisponiéndose a obstrucción del tubo endotraqueal Por lo tanto es necesario realizar succión en la vía aérea cada 4 horas por medio de una técnica aséptica, lo cual evita de complicaciones como la obstrucción del tubo endotraqueal e infecciones respiratorias Se recomienda cambiar el tubo endotraqueal cada 24 horas y el circuito respiratorio cada 48 horas La colocación de un humidificador en el circuito de respiración favorece la presencia de secreciones menos espesas y protege el epitelio de las vía aérea La flora bacteriana de la cavidad bucal es un factor predisponente para el desarrollo de neumonía, por lo que es importante realizar lavados de la cavidad oral con solución antiséptica de clorexidina Se recomienda la aplicación de substituto de lagrima cada dos horas con el objetivo de evitar la resequedad de la córnea y la formación de úlceras corneales Los pacientes deberán de ser colocados en una superficie acolchonada con el objetivo de evitar úlceras por decúbito o lesión de nervios periféricos, así como proporcionar soporte térmico 2-5 Para evitar el edema y la congestión hipostática los pacientes deberán moverse de posición cada cuatro horas Es importante la evaluación de los catéteres endovenosos con el fin de evitar complicaciones como flebitis e infecciones En caso de mantener a un paciente bajo ventilación mecánica durante periodos prolongados por más de 48 horas es necesario llevar a cabo una estricta terapia de líquidos así como proporcionar una nutrición adecuada a través de sonda naso-esofágica y en algunos casos nutrición parenteral 2-5 No existe una técnica anestésica recomendada, pero se recomienda las técnicas de anestesia total intravenosa a través de hipnóticos como el propofol, pentobarbital sódico, diacepam, y añadir opiáceos o bloqueantes neuromusculares, dependiendo de la condición física de cada paciente Los pacientes sometidos a ventilación mecánica deben mantenerse bajo un mínimo de monitorización como pulsioximetría, medición de CO 2 espirado, evaluación de la presión arterial, temperatura corporal y de la eficiencia respiratoria (PaO 2 / FiO 2, y gradiente alveolo- arterial de oxígeno P(A-a)O 2 a través de análisis gasométricos EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA RESPIRATORIA Para evaluar la eficiencia respiratoria comúnmente se utilizan el gradiente alveolo-arterial de oxígeno P(A-a)O 2 y la relación PaO 2 /FiO 2 En pacientes sin patología pulmonar la diferencia de oxigeno a nivel alveolar P A O 2 y a nivel arterial PaO 2 es nula Sin embargo, cuando esta diferencia se hace notoria comúnmente se debe a insuficiencia respiratoria o cortocircuito patológico de origen cardiaco Para calcular el gradiente alveolo-arterial de oxígeno P(A-a)O 2 es importante realizar la ecuación del gas alveolar: PAO 2 = FiO 2 (PB-PH 2 O) - (PaCO 2 RQ) 4,5 PB = Presión barométrica (a nivel del mar es de 760 mmhg) PH 2 O = Presión de vapor de agua (50) PaCO 2 = Presión parcial de dióxido de carbono en sangre arterial RQ = Cociente respiratorio (08) En pacientes que respiran aire ambiente (FiO 2 = 021) el gradiente alveolo-arterial de oxígeno normal es menor a 15 mmhg; sin embargo, ésta puede aumentar de 5-7 mmhg por cada incremento del

5 132 Pulmonares Cuadro 2 Complicaciones asociadas a la ventilación mecánica Lesión pulmonar inducida por el ventilador Neumonía asociada al ventilador Neumotórax Asincrónica del paciente-ventilador Oclusión del tubo endotraqueal Toxicidad por oxígeno (FiO2 > 60%) Necrosis de la tráquea Extra pulmonares Úlceras orales Úlceras corneales Úlceras por decúbito Atrofia muscular Edema periférico La utilización de la ventilación mecánica requiere de personal entrenado en cuidados intensivos La utilización de la ventilación mecánica requiere de equipos de diagnóstico (gases sanguíneos) y de monitorización como: electrocardiografía, CO 2 espirado, presión arterial, temperatura, pulsioximetría BIBLIOGRAFÍA 10% en la FiO 2 Cuando el gradiente alveolo arterial de oxígeno es normal en un paciente con hipoxemia (< PaO 2 ), la principal causa de hipoxemia es la hipercapnia (> PaCO 2 ) 4,5 La relación PaO 2 /FiO 2 es un método menos complicado para evaluar la capacidad de oxigenación a diferentes niveles de oxígeno inspirado (FiO 2 ) Esto se calcula fácilmente dividiendo la PaO 2 y la FiO 2 en la que se encuentra el paciente En los pacientes sanos que respiran oxigeno al 21% la relación normal es de 500 Una relación de debe ser considerada como enfermedad leve, de como lesión pulmonar aguda (ALI) y una relación menor a 200 como síndrome de distrés respiratorio (ARDS) 6-10 COMPLICACIONES DURANTE LA VENTILACIÓN MECÁNICA La ventilación mecánica invierte la fisiología normal de la ventilación, aumentando la presión intratorácica e intrapleural durante la fase inspiratoria De esta inversión de presiones se derivan algunas de las complicaciones de la ventilación mecánica como son las alteraciones hemodinámicas 2-5 Las complicaciones relacionadas con la ventilación mecánica están determinadas por varios factores como son la patología del paciente, la duración de la ventilación y las características del modo ventilatorio Entre las complicaciones más comunes derivadas de la ventilación mecánica se encuentran las lesiones sobre la mucosa de la tráquea como consecuencia del sobre insuflado del globo del tubo endotraqueal; el barotrauma pulmonar, neumotórax, neumomediastino, enfisema subcutáneo, y neumonía la cual ocurre en el 30 % de los pacientes ventilados mecánicamente Otra complicación importante derivada de la ventilación mecánica es la disminución del retorno venoso y la consecuente reducción del gasto cardiaco como consecuencia del incremento de la presión intratorácica y la compresión de la vena cava Por otro lado, la distensión alveolar comprime los vasos pulmonares, resultando en un incremento de la resistencia vascular pulmonar y de la poscarga ventricular derecha; todo ello resulta en un desplazamiento del septo interventricular y disminución de la distendibilidad del ventrículo izquierdo La ventilación por presión positiva intermitente incrementa los niveles de la hormona antidiurética y disminuye la producción del factor natriurético atrial favoreciendo la retención de líquidos 3 También se ha descrito una disminución del flujo sanguíneo portal lo cual puede disminuir la tasa metabólica de algunos fármacos Debido a los efectos adversos que se pueden ocasionar al instaurar ventilación por presión positiva intermitente es importante la monitorización de los parámetros que evalúen una adecuada perfusión a los tejidos (PaO 2, SpO 2, lactato, presión arterial, temperatura) 2,3 (Cuadro 2) CONCLUSIONES En la práctica veterinaria la ventilación mecánica es una herramienta poco utilizada en pacientes con compromiso respiratorio que no responden a tratamientos convencionales 1 Van Pelt DR, Wingield WE, Hackett TM, Martin LG Application of Airway Pressure Therapy in Veterinary Critical Care Part I: Respiratory Mechanics and Hipoxemia Journal of Veterinary Emergency and Critical Care 2000; 3(2): Van Pelt DR, Wingield WE, Hackett TM, Martin LG Application of Airway Pressure Therapy in Veterinary Critical Care Part II: Airway Pressure Therapy Journal of Veterinary Emergency and Critical Care 2000; 3(2): Vassilev E, McMichael M An overview of positive pressure ventilation Journal of Veterinary Emergency and Critical Care 2204; 14(1): Clare M, Hopper K Mechanical ventilation: Indications, Goals and Prognosis Compendium Continuing Education for Veterinarians 2005; 23(3): Clare M, Hopper K Mechanical ventilation: Ventilator Setting, patient management, and Nursing Care Compendium Continuing Education for Veterinarians 2005; 25(4): Carney P, Byers CG Acute Lung Injury and Acute Respiratory Distress Syndrome Standards of Care Emergency and Critical Care Medicine 2008; 10(9): Carpenter DH, Macintire DK, Tyler JW Acute Lung Injury and Acute Respiratory Distress Syndrome Compendium Continuing Education for Veterinarians 2001; 23(8): Goldkamp CE, Schaer M Canine Drowing Compendium Continuing Education for Veterinarians 2008; 30(6): Haas SA, Davidow E Successful management of saltwater submersion injury in a dog using mechanical ventilation Journal of Veterinary Emergency and Critical Care 2008; 18(6): Mueller ER Suggested Strategies for Ventilatory Management of Veterinary Patients with Acute respiratory Distress Syndrome Journal of Veterinary Emergency and Critical Care 2001; 11(3): 191-6