Parámetros ventilatorios iniciales.
Volumen Minuto: (VE) es el producto del volumen circulante entregado por el ventilador y la frecuencia respiratoria total (VE = VT × FR). Prácticamente todos los ventiladores disponen de mandos separados para programar el volumen circulante y la frecuencia respiratoria. Sin embargo, en algunos modelos el control del volumen circulante se ha sustituido por el del volumen minuto, y es preciso derivar aquél a partir del cociente entre el volumen minuto y la frecuencia respiratoria (VT = VE / FR). La ventilación minuto debe ajustarse aproximadamente en 7 a 10 l/min, con el objetivo principal de normalizar el pH más que conseguir una PaCO2 normal, sobre todo en los pacientes con hipercapnia crónica.
Volumen Circulante: (VT) inicial puede calcularse a partir del peso corporal. El intervalo a programar oscila entre 4 y 10 ml/kg, según los requerimientos metabólicos y la mecánica pulmonar. Los pacientes con enfermedad neuromuscular, estado postoperatorio o sobredosis de drogas con mecánica pulmonar normal, pueden recibir un VT de 8 a 10 ml/kg. Aquellos con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) o asma, en quienes la resistencia de la vía aérea está elevada, deben ser ventilados con un VT de 6 a 8 ml/kg. Por el contrario, en los enfermos con patología pulmonar restrictiva aguda o crónica (SDRA o fibrosis pulmonar), que presentan una marcada reducción de la distensibilidad pulmonar, el VT debe ser notablemente inferior, en un intervalo de 4 a 8 ml/kg. En cualquier caso, la presión meseta de la vía aérea debe mantenerse por debajo de 30 cm H2O para reducir el riesgo de sobredistensión alveolar, salvo que la distensibilidad de la pared torácica esté disminuida (menor presión transpulmonar), situación en la cual puede ser aceptable una mayor presión alveolar.
Dos aspectos a tener en cuenta al programar el volumen circulante son el volumen compresible del circuito y el espacio muerto mecánico:
Volumen compresible. El volumen programado en el panel de control representa la cantidad de gas que el ventilador envía al paciente. Sin embargo, no todo el volumen entregado por éste alcanza los pulmones, ya que parte de él se acumula en el circuito. La compresibilidad del sistema refleja la cantidad de gas (ml) que se comprime en el circuito ventilatorio por cada cm H2O de presión generada por el ventilador durante la inspiración. El volumen compresible es de unos 2 a 3 ml/cm H2O, en función del tipo de tubuladuras y de su distensibilidad, y puede llegar a ser clínicamente importante cuando se suministran bajos volúmenes o cuando la presión inspiratoria es alta. En sistemas muy distensibles, la compresibilidad se traduce en la expansión longitudinal de la rama inspiratoria del circuito.
El volumen exhalado a través de la válvula espiratoria incluye el volumen espirado del paciente y el volumen de gas comprimido en el circuito, y a menos que se mida en la vía aérea proximal, el volumen mostrado por el ventilador sobre estimará el volumen circulante del paciente en una cantidad equivalente al volumen de gas contenido en el sistema. La importancia del volumen compresible radica en que reduce el volumen circulante aportado al paciente y altera las determinaciones de la distensibilidad pulmonar y la auto-PEEP. La mayoría de los ventiladores modernos compensan automáticamente la compresibilidad del circuito.
Espacio muerto mecánico. Otra consideración a tener en cuenta al programar el volumen circulante es la presencia de espacio muerto mecánico o instrumental, que se define como el volumen del circuito a través del cual se produce reinhalación, y que se comporta funcionalmente como una prolongación del espacio muerto anatómico del paciente. Este espacio muerto mecánico, que como ideal debería ser menor de 50 ml, abarca desde la pieza en Y del circuito ventilatorio hasta la vía aérea artificial (tubo endotraqueal o cánula de traqueostomía), y cualquier dispositivo que se añada en línea, tal como un trozo de tubo coarrugado que una la pieza en Y con el conector giratorio, humidificador higroscópico o capnógrafo, lo aumentará de forma significativa y puede contribuir al desarrollo de hipercapnia. El espacio muerto mecánico tiene particular importancia cuando se utilizan volúmenes pequeños, por lo que en caso de la ventilación protectora pulmonar debe ser tan bajo como sea posible.
Nivel De Presión Inspiratoria: Cuando se utiliza ventilación controlada por presión es muy importante conocer si la presión inspiratoria se establece con respecto al nivel de PEEP o como una presión absoluta, es decir, con relación al cero atmosférico, ya que la forma de prefijar este parámetro varía según la marca de ventilador. El volumen circulante depende del gradiente entre la presión inspiratoria programada en el ventilador y la existente en los alvéolos (? P = PIP – PEEP), de manera que si se aumenta la presión inspiratoria manteniendo constante la PEEP se obtiene un mayor volumen circulante, mientras que si se incrementa el nivel de PEEP sin variar la presión de insuflación el volumen suministrado al paciente es menor. Hay varias formas de programar la presión inspiratoria inicial en VCP: aplicar 10 a 15 cm H2O sobre el nivel de PEEP, equiparar la presión de insuflación a la presión meseta determinada previamente en VCV, o bien, si no es posible medir esta presión, restar 5 cm H2O a la presión pico obtenida (PIP – 5 cm H2O). En cualquier caso, será necesario ajustar posteriormente esta presión inspiratoria para conseguir el volumen circulante deseado, pero con un límite máximo de 30 cm H2O.
Frecuencia Respiratoria: La frecuencia respiratoria (FR) programada varía entre 8 y 25 resp/min y determina, junto al volumen circulante, el volumen minuto. En los pacientes capaces de disparar el ventilador puede establecerse una frecuencia de respaldo de 2 a 4 resp/min por debajo de la total.
La frecuencia inicial depende de la magnitud del volumen prefijado, de la mecánica pulmonar y del objetivo de PaCO2. En los pacientes con mecánica respiratoria normal, una frecuencia de 8 a 12 resp/min suele ser bien tolerada. En caso de enfermedades obstructivas, 8 a 12 resp/min también es aceptable, ya que frecuencias más altas reducirán el tiempo de exhalación y conducirán al desarrollo de atrapamiento aéreo. Los pacientes con restricción pulmonar requieren una frecuencia respiratoria más alta, entre 15 y 25 resp/min, que satisfaga su elevada demanda ventilatoria y compense el bajo volumen circulante que reciben, y es crucial un ajuste cuidadoso para evitar el desarrollo de auto-PEEP.
Flujo Inspiratorio: El flujo inspiratorio puede definirse como la rapidez con que el ventilador suministra el volumen circulante. En ventilación asistida-controlada, la selección del flujo vendrá determinada por la cuantía del esfuerzo inspiratorio del paciente, que como mínimo debe igualar o incluso superar la demanda inspiratoria de éste (cuatro veces el volumen minuto espontáneo), de manera que no realice ningún esfuerzo sin que el ventilador le proporcione un flujo de gas adecuado. Esto mejorará la sincronía y disminuirá el trabajo respiratorio
Efecto del flujo inspiratorio sobre la demanda del paciente. A) Flujo inspiratorio insuficiente. B) Flujo inspiratorio adecuado con tiempo inspiratorio menor
Patrón de Flujo Inspiratorio: El flujo inspiratorio puede tener diversas morfologías: rectangular o cuadrado, acelerado, decelerado y sinusoidal (véase la figura 2). En la práctica clínica, los patrones de flujo más utilizados son el constante, rectangular o de onda cuadrada, y el decelerado o de rampa descendente. Al inicio de la ventilación mecánica es aceptable cualquiera de ellos.
Morfologías del flujo inspiratorio.
La forma de onda rectangular o cuadrada produce un flujo de gas prácticamente constante durante toda la inspiración, lo que se traduce en el suministro de igual volumen al comienzo y al final de la fase inspiratoria. La presión de la vía aérea aumenta de forma lineal, tras una rápida elevación relacionada con la resistencia ofrecida por el tubo endotraqueal, con un aspecto triangular. En el patrón de onda decelerada, el flujo es mayor al inicio de la inspiración y disminuye de manera progresiva conforme se acerca el final de esta fase del ciclo respiratorio. Como consecuencia, la mayor parte del volumen circulante se entrega al principio de la inspiración y la presión de la vía aérea adopta una forma rectangular, similar a la ventilación controlada por presión.
Patrón de flujo decelerado (A) y constante (B).
Pausa inspiratoria: Consiste en aplicar un retardo en la apertura de la válvula espiratoria durante un breve tiempo tras finalizar el flujo inspiratorio, de manera que el gas insuflado permanezca dentro de los pulmones del paciente. Esta maniobra da lugar a una caída de la presión de la vía aérea, desde su valor máximo o pico hasta una meseta. Establecer una pausa inspiratoria puede mejorar la distribución del volumen circulante entre las unidades pulmonares con diferentes constantes de tiempo (Pendelluft). La constante de tiempo se refiere al tiempo que requieren las diferentes unidades pulmonares para llenarse y vaciarse, dependiendo de sus características mecánicas, y puede definirse como el producto de la resistencia y la distensibilidad.
La mayor utilidad de la pausa inspiratoria es la obtención de la presión meseta, la cual refleja la presión pico alveolar y permite el cálculo de la distensibilidad estática. Para ello, con el paciente relajado, se programa una pausa de 0,5 s a 2 s al final de la inspiración, con el fin de permitir el equilibrio entre las presiones de la vía aérea proximal y alveolar.
La pausa forma parte de la fase inspiratoria del ciclo respiratorio. Por tanto, el tiempo inspiratorio total es la suma del tiempo de pausa (ausencia de flujo) y del tiempo de insuflación. Constituye un método útil para prolongar la duración de la inspiración y es el único parámetro que incrementa la presión media de la vía aérea sin aumentar la presión pico.
Pausa Espiratoria: La aplicación de una pausa de 0,5 s a 2 s al final de la espiración produce un retraso en la apertura de la válvula inspiratoria, mientras la válvula de exhalación está aún cerrada. Esta operación resulta útil para medir la presión generada por el atrapamiento aéreo o auto-PEEP en un paciente ventilado de forma pasiva.
Fracción Inspirada de Oxígeno: La fracción inspirada de oxígeno (FIO2) se indica en tanto por uno, a diferencia de la concentración de oxígeno que se expresa en porcentaje, y puede oscilar entre 0,21 (21 %) y 1,0 (100 %). Al inicio de la ventilación mecánica es recomendable una FIO2 de 1,0 y posteriormente ajustarla mediante pulsioximetría o según los resultados de una gasometría arterial realizada 10 a 20 minutos después del comienzo del soporte ventilatorio. El objetivo es lograr una SaO2 = 90 %, equivalente a una PaO2 = 60 mm Hg con una FIO2 < 0,6. Salvo que sea totalmente imprescindible, no es conveniente administrar una FIO2 elevada (FIO2 > 0,6) durante más de 48 horas, ya que pueden desarrollarse atelectasias por absorción y una lesión pulmonar secundaria a toxicidad por oxígeno.
Presión Positiva al Final de la Espiración: La PEEP es una maniobra que evita la caída a cero de la presión de la vía aérea al final de la fase espiratoria, y puede combinarse con cualquier modalidad ventilatoria, ya sea de sustitución total o parcial. La función principal de la PEEP es mantener el reclutamiento de las unidades alveolares colapsadas o llenas de fluido, produciendo un aumento de la capacidad residual funcional, un mejor equilibrio ventilación-perfusión, una disminución del shunt intrapulmonar y una mejoría de la distensibilidad pulmonar. El resultado final es el incremento de la PaO2 y la SaO2, lo que permitirá reducir la FIO2 a valores no tóxicos. La diferencia entre los volúmenes inspirado y espirado refleja la cuantía del volumen reclutado por la PEEP. Por otra parte, en los pacientes con fallo ventricular izquierdo, la PEEP puede mejorar la función miocárdica al reducir el retorno venoso y la poscarga del ventrículo izquierdo.
La indicación fundamental de la PEEP es la lesión pulmonar aguda con hipoxemia que no responde (SDRA). Se considera PEEP óptima el valor que consigue una oxigenación arterial adecuada (PaO2 > 60 mm Hg) con una FIO2 no tóxica, sin provocar afectación hemodinámica. En el SDRA, la PEEP puede establecerse ligeramente por encima (2-3 cm H2O) del punto de inflexión inferior (presión crítica de apertura alveolar) en la rama inspiratoria de la curva presión-volumen, lo que equivale a 10 a 20 cm H2O.
Hiperinsuflaciones Periódicas o Suspiros: Un suspiro es una inspiración profunda que ocurre regularmente como parte del patrón respiratorio normal. Esta hiperinsuflación periódica fue muy popular durante las décadas de 1970 y 1980, y consistía en suministrar una o más respiraciones profundas, con un volumen 1,5 a 2 veces el volumen circulante prefijado y una periodicidad de tres o cuatro veces por hora. Posteriormente se demostró que no resultaban útiles y cayeron en desuso.
Con el advenimiento de la estrategia ventilatoria protectora pulmonar en los pacientes con SDRA, consistente en el uso de bajos volúmenes circulantes, se ha renovado el interés por la utilidad de los suspiros como una maniobra de reclutamiento alveolar. De hecho, algunos ventiladores actuales los aplican generando una PEEP intermitente sobre la presión espiratoria basal. En la práctica clínica, los suspiros sólo estarían justificados cuando se utilicen volúmenes bajos (VT < 7 ml/kg) y como parte de las técnicas de fisioterapia respiratoria.
Alarmas del ventilador
Los ventiladores mecánicos disponen de una serie de alarmas, cuyo objetivo es alertar al personal sobre la existencia de problemas en el sistema paciente-ventilador, lo cual constituye una importante medida de seguridad para el paciente. Las alarmas deben ajustarse a un nivel de sensibilidad que permita detectar fácilmente la aparición de sucesos críticos en el paciente, el ventilador y el circuito ventilatorio, pero al mismo tiempo debe impedir su activación indiscriminada ante situaciones no reales o de escasa importancia (falsas alarmas). La American Association for Respiratory Care ha clasificado las alarmas en tres niveles de prioridad, según la gravedad de la situación.
Niveles de prioridad de las alarmas de un ventilador.
En general, los ventiladores poseen dos tipos de alarmas: unas no ajustables, que se activan en caso de mala función del ventilador, avería de la válvula espiratoria, fallo de la fuente de gases presurizados o interrupción de la alimentación eléctrica, y otras programables en relación con la entrega de los gases al paciente. Las alarmas esenciales (véase la tabla 7) que deben ajustarse al inicio de la ventilación mecánica son las de presión inspiratoria, volumen espirado (circulante y minuto), FR, FIO2 y apnea:
Presión de la vía aérea: La alarma de presión inspiratoria máxima suele establecerse en 10 cm H2O por encima de la presión pico de la vía aérea, y cuando se alcanza este límite finaliza la inspiración. Suele activarse en caso de tos, secreciones abundantes, reducción de la distensibilidad pulmonar o acodamiento del tubo endotraqueal o del circuito ventilatorio. La alarma de presión inspiratoria mínima se programa habitualmente en 5 a 10 cm H2O por debajo de la presión pico de la vía aérea, y su activación es indicativa de desconexión o presencia de fugas en el circuito ventilatorio.
• Volumen espirado. Con frecuencia hay alarmas separadas para valores altos y bajos del volumen minuto y del volumen exhalado. Los límites se establecen un 10 % a un 15 % por encima y por debajo del volumen prefijado.
Frecuencia respiratoria: Dado que la taquipnea es un signo de trabajo respiratorio excesivo, debe ajustarse un límite de frecuencia respiratoria alta (> 35 resp/min), sobre todo si utiliza una modalidad de respiración espontánea.
Fracción inspirada de oxígeno: Para poder detectar averías en el mezclador de gases o problemas con la célula de oxígeno es útil poder fijar un intervalo de posible variación de la FIO2 en torno a un 5 % por encima y por debajo del nivel ajustado.
Apnea: En las modalidades de respiración espontánea es importante disponer de una alarma de apnea, que suele prefijarse como el intervalo de tiempo que transcurre entre dos ciclos respiratorios consecutivos, es decir, el periodo de apnea sería mayor que el TTOT y menor que 2 × TTOT, habitualmente 20 s. En el momento en que el paciente dejara de respirar, la activación de la alarma de apnea provocaría el cambio a ventilación asistida-controlada, y se permanecería en ese modo hasta que la alarma se repusiera manualmente o se seleccionara otra forma de ventilación. Esta ventilación de respaldo o de apnea suele programarse con un volumen circulante de 8 a 10 ml/kg, una FR de 8 a 12 resp/min y un alto porcentaje de oxígeno (80-100 %).
Otras alarmas: Algunos ventiladores disponen además de alarmas que notifican la inversión de la relación I:E (TI menos de la mitad del TTOT) o la mala programación de algunos parámetros ventilatorios.
Programación de las alarmas principales en el ventilador.
Monitorización del intercambio gaseoso
El intercambio gaseoso puede monitorizarse de forma invasiva, mediante el análisis intermitente de una muestra de sangre arterial, o de forma no invasiva con la pulsioximetría y la capnografía.
Gasometría Arterial: La medición intermitente de los gases en sangre arterial es un aspecto básico del cuidado del paciente ventilado mecánicamente, y se considera el método de referencia para valorar el intercambio gaseoso, ya que permite evaluar la oxigenación, la ventilación y el balance ácido-base. No obstante, los resultados de la gasometría arterial son puntuales y pueden fluctuar en los pacientes graves estables sin que haya ningún cambio en su situación clínica o en el tratamiento. Como con cualquier parámetro de laboratorio, es más útil considerar la tendencia que siguen los valores y debe evitarse actuar ante un único resultado, salvo que se identifiquen anormalidades importantes. Los parámetros medidos directamente por el gasómetro son la PaO2, la PaCO2 y el pH. El resto son valores derivados, salvo la SaO2, que puede medirse directamente con un cooxímetro.
Saturación de oxihemoglobina en sangre arterial (SaO2): La relación entre la PaO2 y la SaO2 está representada en la curva de disociación de la oxihemoglobina. Esta curva tiene una forma sigmoidea, de manera que la hemoglobina tendrá mayor afinidad por el oxígeno con una PaO2 alta y menor afinidad con una PaO2 baja. Por otra parte, la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno puede modificarse según el medio en que se encuentra la molécula de hemoglobina, y la curva de disociación puede desplazarse a la derecha y reducirse la afinidad por el oxígeno (mayor descarga a los tejidos), o a la izquierda y aumentar la afinidad por el oxígeno (mayor unión). El valor normal de SaO2 está en torno al 97 %. Como consecuencia de la relación variable entre la SaO2 y la PaO2, la saturación no puede predecirse con exactitud a partir del valor de PaO2, y entonces hay que recurrir a la cooximetría.
PH: De acuerdo con la ecuación de Henderson-Hasselbalch, el pH viene determinado por la relación entre la concentración de bicarbonato (HCO3- ) y la PaCO2:
pH = 6,1 + log[HCO3- ] / (PaCO2 × 0,03).
[H+] = (24 × PaCO2) / HCO3- .
El pH normal es 7,4 (intervalo de 7,35-7,45). Los trastornos ácido-base metabólicos afectan al numerador de la ecuación, mientras que los trastornos respiratorios alteran el denominador.
Gasometría venosa: Los gases sanguíneos venosos reflejan la PO2 y la PCO2 tisular. Hay una diferencia importante entre la PO2 arterial (PaO2 = 80-100 mm Hg) y la PO2 venosa (PvO2 = 40 mm Hg). La PaO2 depende de la función pulmonar, mientras que la PvO2 está relacionada con el transporte y el consumo de oxígeno, por lo que no deben utilizarse de forma indistinta. El pH venoso es algo más bajo que el arterial, mientras que la PCO2 venosa (PvCO2 = 45 mm Hg) es un poco más alta que la arterial (PaCO2 = 35-45 mm Hg). Esta diferencia aumenta en casos de inestabilidad hemodinámica. Si se utilizan los gases venosos para evaluar el equilibrio ácido-base, deben usarse muestras de sangre venosa mezclada de la arteria pulmonar, o de sangre venosa central obtenida de la vena cava o de la aurícula derecha, en lugar de sangre periférica.
Pulsioximetría: Permite medir la SaO2 de forma no invasiva y continua (SpO2). Esta técnica se basa en dos principios físicos de transmisión y recepción de luz: espectrofotometría y fotopletismografía. La espectrofotometría estima el porcentaje de saturación de oxihemoglobina, mientras que la fotopletismografía se utiliza para diferenciar la sangre arterial de la venosa. Los pulsioxímetros pueden ser de transmisión o de reflectancia. El más utilizado es el de transmisión, que consta de una sonda con dos diodos emisores de luz a dos longitudes de onda (roja de 660 nm e infrarroja de 940 nm) y un fotodetector, situado en el lado opuesto, que mide la luz absorbida tras atravesar el lecho vascular pulsátil del tejido donde se aplica. La oxihemoglobina absorbe más luz en el espectro infrarrojo, mientras que la hemoglobina reducida lo hace en la longitud de onda roja. Para diferenciar la absorción de luz por la hemoglobina presente en otros tejidos, el pulsioxímetro evalúa continuamente el pulso arterial y determina la SaO2 a partir de las amplitudes de las ondas pletismográficas.
Hay una gran variedad de sondas, desechables y reutilizables, que pueden colocarse en un dedo, el lóbulo de la oreja, el puente de la nariz e incluso la frente. El pulsioxímetro no requiere calibración por parte del usuario, ya que viene programado de fábrica, pero varía entre los distintos fabricantes e incluso entre los modelos de la misma marca. Por ello, en un paciente concreto debe utilizarse el mismo tipo de pulsioxímetro y sonda, con el fin de reducir la variabilidad en la determinación de la SaO2.
Además de la lectura digital de la SaO2, la mayoría de los pulsioxímetros muestran también el trazado pletismográfico, el cual puede ayudar a diferenciar una señal verdadera (onda afilada con una clara hendidura dícrota) de una señal artefactual. Como criterio de fiabilidad, la frecuencia cardiaca determinada por el pulsioxímetro debe estar en concordancia con la obtenida en la monitorización electrocardiográfica.
Factores que afectan a la exactitud de la medición de la SaO2 por el pulsioxímetro.
Monitorización de la actividad del centro respiratorio
Presión de oclusión de la vía aérea: Durante la respiración normal, la mayor parte de la presión generada por los músculos respiratorios se consume en vencer las propiedades resistivas y elásticas del pulmón y de la caja torácica, quedando una fracción de presión para generar el flujo inspiratorio. Si se ocluye brevemente la vía aérea al inicio de la inspiración, la presión negativa obtenida en los primeros 100 ms (P0.1) se relaciona con la demanda ventilatoria y expresa la actividad del centro respiratorio. En contraste con otros índices basados en el flujo, esta medición no se afecta por las propiedades mecánicas del sistema respiratorio, pero en cambio puede estar influenciada por anomalías en la capacidad neuromuscular. La P0.1 puede determinarse de forma automática, y los ventiladores de última generación tienen incorporada esta variable dentro de las posibilidades de monitorización. Se correlaciona con el esfuerzo inspiratorio que el paciente ha de realizar para activar el trigger del ventilador, y constituye un buen indicador de la actividad del centro respiratorio durante la evolución de la insuficiencia respiratoria aguda, así como de la capacidad del paciente para recuperar la respiración espontánea. Sin embargo, desde el punto de vista clínico, la P0.1 se ha utilizado fundamentalmente como parámetro para predecir el éxito o el fracaso de la retirada del soporte ventilatorio. Varios autores han demostrado que el fracaso de la interrupción de la ventilación mecánica se asocia a un valor elevado de P0.1 (> 4-6 cm H2O), y que la combinación de este parámetro con la presión inspiratoria máxima, como expresión de la capacidad ventilatoria del paciente, puede mejorar su valor predictivo como índice para el «destete».
Monitorización hemodinámica durante la ventilación mecánica
Variación de la presión arterial durante la ventilación mecánica: La ventilación mecánica induce una compleja serie de cambios en la presión arterial que pueden resumirse en una elevación de la presión sistólica al inicio de la inspiración, seguida de un descenso durante la espiración (véase la figura 9). El ascenso que se produce en la fase inicial de la insuflación se debe principalmente al aumento de la precarga ventricular izquierda, mientras que la reducción que tiene lugar durante la fase espiratoria es consecuencia de la reducción del gasto del ventrículo derecho, provocada por el aumento de la presión intratorácica. Estos cambios se reflejan en el ventrículo izquierdo después de algunos latidos, debido al tiempo de tránsito pulmonar. La magnitud de la variación respiratoria de la presión arterial está estrechamente relacionada con la volemia del paciente: se acentúa en caso de hipovolemia y se reduce con la expansión de fluidos.
Efecto de la peep en las mediciones hemodinámicas: Cuando se aplica PEEP o hay auto-PEEP, la fracción de la presión alveolar que se transmite al espacio pleural depende de la distensibilidad del pulmón y de la pared torácica. Debido a que estos dos valores son prácticamente iguales, sólo se transmitirá al espacio pleural la mitad de la PEEP aplicada. Cuando la distensibilidad pulmonar está francamente reducida, como ocurre en el síndrome de distrés respiratorio agudo, se transmitirá menos de la mitad de la PEEP total al espacio pleural (aproximadamente la cuarta parte), y por tanto tendrá menor repercusión en el valor de las presiones vasculares centrales. Si por el contrario la distensibilidad pulmonar está aumentada (enfisema) o bien la distensibilidad de la pared torácica se ha reducido (distensión abdominal), la fracción de PEEP que se reflejará en el espacio pleural será mayor que la mitad. En cualquier caso, es importante tener en cuenta que hay que convertir las unidades de presión de la vía aérea (cm H2O) a unidades de presión vascular (mm Hg).
En ningún caso debe retirarse la PEEP para mejorar la exactitud en las mediciones de las presiones intravasculares. En primer lugar, porque la suspensión brusca de la PEEP ocasionará un desreclutamiento alveolar e hipoxemia, y en segundo lugar porque la PEEP ejerce una presión sobre los vasos sanguíneos que tiene consecuencias hemodinámicas, y su discontinuación creará una situación menos conveniente para la condición fisiopatológica actual del paciente.
Medida de los gases en sangre
La principal función del pulmón es el intercambio de gases, y por ello la medida de la presión parcial de los gases en sangre es la forma más adecuada de determinar la eficacia de la respiración. Una muestra de sangre arterial obtenida con una jeringa debidamente heparinizada, sin que se contamine de gas atmosférico, utilizando un analizador bien calibrado, nos permitirá conocer la presión parcial de oxígeno (PaO2) y de anhídrido carbónico (PaCO2), así como el pH. Además, el equipo nos proporciona una serie de parámetros útiles para el tratamiento clínico del medio interno. Esto ha sido posible gracias al desarrollo, en la década de 1950, de los electrodos que permiten medir estas tres variables en una muestra de sangre. El primer analizador de gases en sangre comercializado fue desarrollado por el Prof. Paul Astrup y construido por la compañía Radiometer, en Copenhague.
El electrodo de pH, diseñado por MacInnes y Dole, genera un potencial eléctrico a través de una membrana selectivamente permeable a los iones H+. En un lado de la membrana se encuentra una solución conocida de ClH 0,1N de pH constante, y en el otro lado la muestra de sangre. El potencial que se crea entre los dos lados de la membrana es el valor del pH. Los electrodos colocados en ambos lados están conectados por un puente de ClK.
El electrodo de PCO2, que fue diseñado por Severinghaus y Bradley, es una modificación del electrodo de pH. Consiste en una membrana permeable al CO2, inmersa en una solución de bicarbonato sódico. El CO2 de la muestra de sangre difunde a través de la membrana dependiendo de su presión parcial, y el electrodo de pH detecta las variaciones en CO2 como variaciones de pH, de acuerdo con la fórmula:
CO2 + H2O ? H2CO3 ? H+ + HCO3- .
El electrodo de PO2, ideado por Leland Clark, consta de un cátodo de platino y un ánodo de Ag/ClAg, y está sumergido en una solución de ClK. Durante la reducción del oxígeno en el cátodo, cada molécula de oxígeno adquiere cuatro electrones y este flujo de electrones produce una corriente proporcional a la PO2 de la muestra.
Estos tres parámetros son los que se determinan en los equipos, si bien los analizadores disponibles comercialmente calculan otros parámetros, como son:
La saturación de oxígeno, que representa el porcentaje de oxihemoglobina.
El bicarbonato, que es el sistema tampón más importante después de la hemoglobina y se expresa matemáticamente por la ecuación de Henderson-Hasselbach.
El contenido de CO2, que es la suma del tampón metabólico y el respiratorio, y se define por la suma de H2CO3 + HCO3- .
El bicarbonato estándar, definido como la concentración de HCO3- en plasma equilibrado a 37 ºC y PCO2 de 40 mm Hg.
El exceso de base, que es la cantidad de mEq de ácido necesaria para llevar a un pH de 7,4 una muestra a 37 ºC y 40 mm Hg de PCO2.
Interpretación de los Gases: La determinación de los gases en sangre es una herramienta valiosa para el diagnóstico, la evaluación de la situación clínica y la determinación de la respuesta terapéutica en los pacientes con afectación pulmonar, cardiovascular y metabólica. Los valores normales se muestran en siguiente cuadro:
Valores normales en sangre arterial.
De los tres parámetros que se miden, hay que analizar de forma conjunta el pH y la PaCO2; así se analizan el estado ventilatorio y el metabolismo ácido-base. Esta interpretación permite identificar unas situaciones clínicas concretas, tal como se detalla en la tabla siguiente.
Ventilación mecánica no invasiva
La ventilación no invasiva tiene como objetivo suministrar ventilación artificial sin la necesidad de intubación endotraqueal. Se aplica mediante una máscara facial o nasal sujeta al paciente por un arnés, para evitar fugas, y conectada al circuito del ventilador. Se dispone de una gran variedad de equipos y dispositivos tecnológicos, y tiene múltiples aplicaciones clínicas y en muchos ámbitos. La ventilación no invasiva será eficaz si, además de estar correctamente indicada, se consigue la colaboración del paciente y se cuenta con personal suficiente y con el interés y el conocimiento adecuados sobre la técnica.
En los últimos 20 años, la ventilación no invasiva ha pasado de ser una técnica artesanal en su equipamiento y rara en su utilización clínica, a tener gran variedad de equipos y dispositivos tecnológicos. En la década de 1960 se vio que la ventilación no invasiva con presión positiva resultaba eficaz durante la noche en los pacientes con enfermedades neuromusculares, si bien raramente se utilizaba. Se indicó también para pacientes con insuficiencia respiratoria crónica agudizada y en pacientes con cifoescoliosis. La técnica cayó en desuso debido a la posición incómoda, al tiempo que demandaba su aplicación y a la tendencia a potenciar una apnea obstructiva durante el sueño. A mitades de los años 1970 se inició el uso de la presión positiva continua en la vía aérea (CPAP) para el tratamiento de la insuficiencia respiratoria aguda grave.
OBJETIVOS DE LA VENTILACIÓN NO INVASIVA.
Los objetivos es para aumentar la ventilación alveolar y evitar la intubación endotraqueal, asegurar el confort del paciente, disminuir el trabajo de los músculos respiratorios, conseguir una disminución de la frecuencia respiratoria y aliviar la sensación de disnea (situaciones todas ellas que llevarían a una disminución de la frecuencia cardiaca), y mantener la estabilidad hemodinámica. Además, la ventilación no invasiva permite la comunicación del paciente, así como preservar el mecanismo de la tos para eliminar las secreciones, y conservar la vía oral para la alimentación. Estos últimos aspectos se consiguen mejor con el uso de la máscara nasal.
Equipos de ventilación no invasiva: Todos los equipos que permiten generar presión positiva intermitente son, en principio, aptos para ser usados de forma no invasiva mediante una máscara. Pueden distinguirse dos grandes grupos de equipos. El primero corresponde a aquellos que suelen utilizarse en el domicilio, accionados por energía eléctrica y que son generadores de baja presión. Su característica es que el flujo no es alto y la presión prefijada tarda en conseguirse, con lo cual se disminuye poco el trabajo que realiza el paciente. En el segundo grupo están los equipos que son generadores de alta presión, utilizan gases medicinales como fuente de energía, producen altos flujos, consiguen de forma inmediata la presión prefijada y la mantienen durante toda la inspiración. Los pacientes con grandes demandas ventilatorias en fase aguda necesitarán ser ventilados con mascara facial y generadores de este segundo tipo. Para los pacientes con hipoventilación, pero estables, será suficiente el primer tipo de generador y máscara nasal. No será adecuado utilizar en los pacientes con altas demandas equipos de los llamados «de ventilación domiciliaria», porque pueden repercutir negativamente en el esfuerzo inspiratorio del paciente.
La modalidad recomendada para la ventilación no invasiva es la de PSV, para lo cual fijaremos en el ventilador el valor de presión inspiratoria que queremos mantener durante toda la inspiración. La indicación de la PEEP en estas modalidades de ventilación se debe a que algunos equipos, por estar configurados con una tubuladura única para inspiración y espiración, presentan reinhalación del volumen circulante. Al utilizar PEEP se genera un flujo continuo, que renueva el gas espirado en la tubuladura y disminuye la reinhalación del volumen circulante. Éste es el motivo de que se utilice PEEP, en contraste con los primeros artículos de ventilación no invasiva que utilizaban PSV sin PEEP. Nos parece que debe razonarse bien el uso de PEEP, debido a que con máscara facial aumentarán las fugas. Estrictamente hablando, en los pacientes con acidosis respiratoria por hipoventilación, el tratamiento sustitutivo es la ventilación y sería recomendable utilizar una PEEP mínima sólo para facilitar el trigger.
De todas formas, dada la profusión de equipos para uso domiciliario que utilizan otras nomenclaturas, haremos una serie de consideraciones. Se denominan BiPAP porque utilizan dos niveles de presión, el inspiratorio (IPAP) y el espiratorio (EPAP), que se regulan por mandos separados. El nivel de presión espiratoria se asimila a lo que hemos denominado PEEP, y el de presión inspiratoria a la magnitud de presión que colocamos en la PSV.
Interfases: Los dispositivos que se colocan al final de la tubuladura del ventilador y en íntimo contacto con el paciente se denominan interfases. Facilitan la entrega de gas en la vía aérea alta del paciente y cumplen con el objetivo de la ventilación no invasiva. Hay varios tipos, pero las más habituales son la nasal, la facial y la frontomentoniana.
La máscara nasal requiere permeabilidad nasal y el paciente debe mantener la boca cerrada para minimizar las fugas. Se utiliza en pacientes con buena tolerancia, es de forma triangular, disponible en varios tamaños, con almohadillas para mejorar el confort y evitar las lesiones de la piel. Las fugas de aire alrededor de la máscara o por la boca limitan su eficacia y representan una importante causa de fracaso.
La máscara facial entrega alta presión con menos fugas, requiere menor cooperación del paciente y permite mantener la respiración bucal. Se utiliza en episodios agudos y crónicos agudizados. La mayoría de los estudios sobre insuficiencia respiratoria aguda con ventilación no invasiva se realizaron con esta máscara. La sensación de claustrofobia, la interferencia con el habla, la alimentación y la expectoración, y el riesgo de aspiración y reinhalación mayor que con las nasales son limitaciones, pero es de elección en los pacientes que no pueden mantener la boca cerrada por la disnea y presentan demasiada fuga. Se ha comparado la eficacia de estas dos máscaras en pacientes con insuficiencia respiratoria aguda hipercápnica. La máscara nasal fue mejor tolerada que la facial, pero con menor efectividad para disminuir la PCO2.
La máscara ideal sería aquella que reuniese las características de cómoda, con espacio muerto reducido, que impidiese las fugas y que fuese transparente.
Modos ventilatorios: La presión de soporte es el sistema de ventilación asistida más utilizado. Es limitado por presión y ciclado por flujo. Cuando se inicia la inspiración, el ventilador libera un alto flujo que va disminuyendo a lo largo de toda la inspiración, mientras la presión seleccionada se mantiene constante hasta que empieza la espiración. Durante la inspiración, el paciente controla el tiempo inspiratorio, el flujo y la frecuencia respiratoria; el volumen circulante depende del esfuerzo del paciente, de la mecánica pulmonar y del nivel de presión de soporte. El esfuerzo inspiratorio del paciente activa un sensor (trigger) de presión o flujo. La presión de soporte se mantiene durante la inspiración hasta que se alcanza un nivel prefijado de flujo, que también varía según el tipo de ventilador. La fase espiratoria se realiza de forma pasiva y puede aplicarse PEEP.
La CPAP se entrega con un generador de flujo continuo. Su mecanismo de actuación en la mejoría del intercambio de gases se debe a que aumenta la capacidad residual funcional; estrictamente no es una modalidad ventilatoria.
Los modos limitados por presión y por volumen se utilizan poco, pero son especialmente útiles cuando hay problemas relacionados con el mantenimiento de una frecuencia respiratoria estable, o cuando no se consigue corregir las fugas del sistema de acoplamiento facial. Son más utilizados en la ventilación a domicilio, sobre todo el controlado por volumen. Recientemente se ha recomendado la ventilación asistida proporcional (PAV) como modalidad de ventilación no invasiva, pero aún son pocos los equipos disponibles para utilizarla.
Indicaciones: Pueden agruparse en las de uso prolongado, como es el caso de la patología torácica restrictiva, la hipoventilación de origen central y las apneas del sueño; y las de utilización más aguda, como en la EPOC agudizada, las extubaciones precoces, el fallo cardiaco congestivo y las neumonías. En todas ellas se pretende mejorar el intercambio de gases, aliviar la disnea y disminuir el trabajo respiratorio.
Método de utilización: Se conecta el ventilador a la red eléctrica y a las tomas de aire comprimido y de oxígeno, y se verifica su correcto funcionamiento. A continuación se informa al paciente de manera detallada sobre la técnica, se incorpora el cabezal de la cama a 45º y se le acomoda (véase la tabla 6). Se escoge la máscara más adecuada y se conecta al circuito del ventilador. Por último, se coloca el arnés al paciente. La programación inicial (véase la tabla 7) debe hacerse eligiendo una FIO2 que mantenga la saturación arterial alrededor del 90 %, una presión de soporte de 20 cm H2O (que se disminuirá si hay fugas) y una PEEP de 5 cm H2O. De modo opcional pueden aplicarse placas preventivas de lesiones por presión en el tabique nasal.
Anexos
Conclusiones
Después de concluir esta investigación se puede decir que la ventilación mecánica tiene como fin sustituir de forma artificial la función del sistema respiratorio cuando fracasa. La alta incidencia y la gravedad de la insuficiencia respiratoria hacen que el personal sanitario, ya sea médicos y enfermeros, deba conocer los fundamentos del soporte ventilatorio.
Me parece que esta monografía puede ser de utilidad, tanto para aquellos profesionales que ocasionalmente ventilan pacientes en los servicios de emergencias y trauma shock, como para los que utilizan con frecuencia la sustitución artificial de la ventilación en las unidades de cuidados intensivos y reanimación. Es más importante la observación frecuente del enfermo y vigilar su tendencia evolutiva, se debe iniciarse la ventilación mecánica cuando la evolución del paciente es desfavorable, sin tener que llegar a una situación extrema.
El personal de enfermería debe conocer los parámetros y la elección de la modalidad ventilatoria, es preciso comprobar el correcto funcionamiento del ventilador, la adecuada programación de los parámetros ventilatorios y el establecimiento de los límites de las alarmas. No debe olvidarse proporcionar una humidificación apropiada, habitualmente mediante un intercambiador de calor y humedad intercalado entre la vía aérea artificial y la pieza en y del circuito ventilatorio.
Lista de abreviaturas
C: Modo de ventilación asistida-controlada
A/APRV: Ventilación con liberación de presión en la vía aérea
ATC: Compensación automática del tubo
BIPAP: Ventilación bifásica
C: Distensibilidad
CaO2: Contenido de oxígeno en sangre arterial
CcO2: Contenido de oxígeno en sangre capilar pulmonar
CMV: Modo de ventilación controlada
COHb: : Carboxihemoglobina
CPAP: Ventilación con presión positiva continua
Cst: Distensibilidad estática
Ct: Volumen compresible del circuito ventilatorio
CvO2: Contenido de oxígeno en sangre venosa
DC: Ciclo de trabajo
DO2: Transporte de oxígeno
E: Elastancia
ECCO2R: Eliminación extracorpórea de dióxido de carbono
ECMO: Oxigenación de membrana extracorpórea
EPAP: Presión positiva espiratoria en la vía aérea
F/VT: Índice de respiración rápida superficial
FEV1: Volumen espiratorio forzado en el primer segundo
FIO2: Fracción inspirada de oxígeno
FR: Frecuencia respiratoria
FRC: Capacidad residual funcional
FVC: Capacidad vital forzada
HFO: Oscilación de alta frecuencia
HFV: Ventilación de alta frecuencia
I:E: Relación entre la duración de la inspiración y la espiración
ILV: Ventilación pulmonar diferencial
IPAP: Presión positiva inspiratoria en la vía aérea
IPPV: Ventilación a presión positiva intermitente
IRV: Ventilación con I:E invertida
IS: Índice de estrés
LV: Ventilación líquida
MetHb: Metahemoglobina
MMV: Ventilación mandatoria minuto
O2ER: Relación de extracción de oxígeno
OHb: Oxígeno ligado a la hemoglobina
OI: Índice de oxigenación
OR: Relación de oxigenación
P0.1: Presión inspiratoria generada por el paciente con la vía aérea ocluida durante los primeros 100 ms del inicio de la inspiración / presión de oclusión inspiratoria
P(a/A)O2: Relación arterioalveolar de oxígeno
P(A – a)O2: Diferencia alveoloarterial de oxígeno
PaCO2: Presión parcial de anhídrido carbónico en sangre arterial
PACO2: Presión alveolar de anhídrido carbónico
PaO2: Presión parcial de oxígeno en sangre arterial
PAO2: : Presión alveolar de oxígeno
PAV: Ventilación asistida proporcional
Paw: Presión en la vía aérea proximal
Pawm: Presión media de la vía aérea
PB: Presión atmosférica
PCO2: Presión parcial de anhídrido carbónico
PCV: Ventilación controlada por presión
PE: Propiedades elásticas del sistema respiratorio
PEEP: Presión positiva al final de la espiración
PEFR: Flujo espiratorio pico
Pel: Presión de retroceso elástico
PEmax: Presión espiratoria máxima
PetCO2: Presión parcial de anhídrido carbónico al final de la espiración
PH2O: : Presión de vapor de agua
PImax : Presión inspiratoria máxima
PIO2: Presión parcial de oxígeno inspirado
PIP: Presión pico inspiratoria
PL: Presión transpulmonar
Pmus: Presión generada por los músculos respiratorios
Pplat: Presión meseta
PR: Propiedades resistivas del sistema respiratorio
PRVC: Volumen controlado regulado por presión
PSV: Ventilación con presión de soporte
PT: Presión total de insuflación
PTa: Presión transviaaérea
PTr: Presión transrespiratoria
P: Presión para generar flujo
PvCO2: Presión parcial de anhídrido carbónico en sangre venosa
Pvent: Presión generada por el ventilador
PvO2: Presión parcial de oxígeno en sangre venosa
PW: Presión transtorácica
Qs/Qt: Shunt intrapulmonar
R: Resistencia de la vía aérea
RE: Relación de intercambio respiratorio
RI: Índice respiratorio
SaO2: Saturación de oxihemoglobina en sangre arterial
SIMV: Ventilación mandatoria intermitente sincronizada
SpO2 SaO2: determinada por pulsioximetría
SV: Ventilación espontánea
SvO2: Saturación de oxígeno en sangre venosa mezclada
TE: Tiempo espiratorio
TI: Tiempo inspiratorio
TLC: Capacidad pulmonar total
TTOT: Tiempo de ciclo total
V. :Flujo inspiratorio
V.. Aceleración del flujo inspiratorio
V/Q: Relación ventilación/perfusión
VA: Ventilación alveolar
VC: Capacidad vital
VCO2: Producción de anhídrido carbónico
VCV: Ventilación controlada por volumen
VD: Volumen de espacio muerto
VD/VT: Relación de espacio muerto
VE: Volumen minuto
VMK: Mascarilla Venturi
VO2: Consumo de oxígeno
VT: Volumen circulante
W: Trabajo respiratorio
Wv: Trabajo realizado por el ventilador
Referencias bibliográficas
Ramos, L. y Vales, S. Fundamentos de la ventilación mecánica, España: Marge medica 2012
Astrup P, Severinghaus JW. Historia de gases arteriales gases, acido base. Copenhagen: Munksgaard; 1986.
Shapiro BA, Peruzzi WT, Templin RK. Manejo clínico de los gases sanguíneos. 5. ª ed. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana; 1996.
Net A, Benito S. Ventilación mecánica. 3.ª ed. Barcelona: Springer-Verlag Ibérica; 1998.
Tobin MJ. Principios de la ventilación mecánica. Mac Graw-Hill; 1995.
Autor:
Arturo Palma
Prof. (a):
Eyilda Castillo
República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria Ciencias y Tecnología
Universidad Nacional Experimental Rómulo Gallegos
Aula Móvil Los Teques
Los Teques 8 de Mayo de 2015
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