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Acta Colombiana de Cuidado Intensivo 2013; 13 (2): 17-45.
Bases de ventilación mecánica
Guillermo Ortiz, MD.(1); Carmelo Dueñas, MD.(2); Antonio Lara, MD.(3); Manuel Garay, MD.(4); José Blanco,
MD.(5); Germán Díaz Santos, MD.(6)
Resumen
La ventilación mecánica puede clasificarse dependiendo de la forma de administración
en invasiva y no invasiva, con un objetivo común, el de promover soporte a los músculos
respiratorios y garantizar la transferencia gaseosa con adecuada oxigenación y ventilación.
Las variables fisiológicas que se encuentran alteradas en el contexto de enfermedad deben
ser entendidas para su adecuada intervención, con el fin de reestablecer la función normal
del sistema respiratorio, en este sentido el entendimiento de los cambios en la función
pulmonar, que se presentan en pacientes con falla respiratoria y requerimiento de soporte ventilatorio, es la base para la programación de variables como la presión, el flujo, el
disparo o trigger, entre otras en los diferentes modos que permiten su administración de
forma eficiente.
Los diferentes modos utilizados para el soporte ventilatorio clásicamente se han clasificado como controlados por volumen o presión, sin embargo el advenimiento de nuevas
tecnologías han permitido la introducción de otras variables determinantes en el soporte
durante la falla respiratoria
El presente capítulo tiene como objetivo describir las variable implicadas en la programación de la ventilación mecánica y el efecto sobre el sistema respiratorio de los diferentes
modos ventilatorios y el monitoreo a través de las curvas del ventilador.
Palabras Clave: falla respiratoria, soporte ventilatorio, fisiología pulmonar.
Abstract
Internista – Neumólogo –
Epidemiólogo. Especialista en
Medicina Crítica y Cuidado
Intensivo. Profesor Universidad El Bosque. Jefe Cuidado
Intensivo Hospital Santa Clara.
Director General Insimed.
(2)
Neumólogo, Especialista en
Medicina Crítica y Cuidado
Intensivo, Universidad de Cartagena. UCI Gestión Salud, Clínica Cruz de Bocagrande.
(3)
Intensivista Neumólogo.
(4)
Internista Neumólogo, Hospital
Santa Clara E.S.E.
(5)
Hospital Santa Clara.
(6)
Fellow Neumología.
Mechanical ventilation can be classified depending on the method of administration
in invasive and noninvasive, with a common goal of fostering support for the respiratory muscles and gaseous transfer ensure adequate oxygenation and ventilation.
Correspondencia:
Dr. Guillermo Ortiz, Correo
electrónico: ortiz_guillermo@
hotmail.com
This chapter aims to describe the variables involved in the programming of mechanical
ventilation and the effect on the respiratory system of different ventilation modes and
monitoring through mechanical ventilator curves.
Recibido: 23/04/2013.
Aceptado: 23/04/2013.
Keywords: respiratory
(1)
Physiological variables that are altered in the context of disease are to be understood
for proper intervention, in order to restore the normal function of the respiratory
system, in this sense understanding of changes in pulmonary function, occurring in
patients with respiratory failure and ventilatory support requirement is the basis for
programming variables such as pressure, flow, or trigger shot, among others in different ways that allow its efficient management.
The different modes used for ventilatory support were traditionally classified as volume or pressure controlled, however the advent of new technology has allowed the
introduction of other key variables in the support for respiratory failure
failure, ventilatory support, pulmonary physiology.
17
La ventilación mecánica es una opción terapéutica que tiene como objetivo principal mejorar el intercambio gaseoso del paciente que
la necesita, por medio de respiración artificial
efectuada por una máquina. El concepto de
respirador artificial fue acuñado por Vesalius
en 1555, pero no fue sino hasta 1928 cuando
Drinker y Shaw, utilizaron el primer pulmón de
acero, posteriormente perfeccionado por Emerson. En 1950, a causa de la epidemia de poliomielitis, se requirió el uso de esta terapéutica, y
dos años después Engstrom introdujo la ventilación a presión positiva, de la cual se desprenden varias de las teorías y modelos actuales en
ventilación mecánica (1).
Los ventiladores han mejorado con la tecnología, pasando de la primera generación, que eran
rudimentarios, hasta la cuarta generación que
ofrece nuevos modos ventilatorios con diferentes
formas de monitorización de los pacientes. Hoy
existen muchos métodos de ventilación disponibles. Sin embargo, en la ventilación mecánica
deben considerarse diferentes factores, como los
componentes principales de cada respiración y
el método de disparo (respiración, flujo de gas,
presión), los cuales se ilustrarán en este escrito.
Igualmente, deben tenerse en cuenta las posibles
complicaciones de la ventilación mecánica y los
métodos, tanto para reducir la lesión pulmonar
inducida por el ventilador, como los de finalización del apoyo ventilatorio (2).
El ciclo ventilatorio se compone de inspiración y
espiración. Tiene cuatro fases: insuflación, meseta, deflación y pausa espiratoria. Se denomina
ciclado al cambio de fase inspiratoria a la espiratoria, el cual depende del mecanismo del ventilador. Durante la inflación se genera presión sobre
un volumen de un gas, haciendo que la válvula
inspiratoria se abra y se movilice un volumen corriente a expensas de un gradiente de presión en
los alvéolos y el flujo respiratorio. En la fase de
meseta hay una pausa inspiratoria que constituye el final de la insuflación y el comienzo de la
espiración para facilitar la distribución del gas.
La suma del tiempo que tarda la insuflación y la
pausa inspiratoria se denomina tiempo inspiratorio. La deflación se inicia con la apertura de la
válvula espiratoria y ocurre de forma pasiva por la
retracción elástica pulmonar y la pausa espiratoria, que comprende el tiempo entre la deflación y
el comienzo de la siguiente espiración, y no hay
presencia de flujo. Cada una de estas fases a su
vez tiene presión, volumen, flujo y tiempo, que,
en paralelo, permiten evaluar y clasificar los ventiladores (3).
Presion de la vía aérea (Paw)
Par que el gas fluya debe haber un gradiente de
presión positivo. El flujo de gas de una respiración espontánea, se debe a la generación de una
presión negativa en los alvéolos con relación a la
presión atmosférica o de un circuito (4) (Figura 1).
Figura 1. La ventilación mecánica proporciona un flujo y un volumen al paciente como resultado de un gradiente de presión
positiva entre el circuito del ventilador y las unidades de intercambio gaseoso.
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Esta presión se define como la fuerza sobre
una superficie, requerida para desplazar un volumen corriente, que depende de la distensibilidad y las resistencias. En lo que respecta a
ventilación mecánica hay cuatro presiones (4)
(Figura 2).
• Presión inspiratoria pico (PIP): es la presión
máxima obtenida durante la entrega de un
gas activo. Depende del flujo (vías respiratorias anatómicas y artificiales) y la elasticidad
(pulmón y caja torácica).
• Presión Plato o meseta: se define como la
presión inspiratoria final durante un período
de ausencia de flujo de gas. Es una pausa
inspiratoria sin flujo aéreo que guarda relación con la distensibilidad.
• Presión media de la vía aérea: es el promedio de la presión durante el ciclo ventilatorio
(inspiración y espiración), mientras no existan resistencias inspiratorias ni espiratorias.
Se considera como determinante de la oxigenación porque favorece el reclutamiento
alveolar.
• Presión al final de la espiración: es la presión
de la vía aérea al final de la fase de espiración y normalmente es igual a la presión
atmosférica (igual a cero), pero por algunas
condiciones clínicas puede volverse positiva
para permitir el reclutamiento de alvéolos
colapsados.
Figura 2. Gráfica presión-tiempo en donde se presenta la
presión pico, posteriormente la presión meseta o plato y
por último la presión al final de la espiración.
Medición de presión
Durante la entrega de una respiración de presión positiva, la presión del sistema se puede
medir en varios lugares (Figura 3). Cuanto más
lejos esté el sitio de medición de los alvéolos,
mayor es el potencial para diferenciar la presión
en el ventilador y en los alvéolos, incrementando la resistencia al flujo de aire en el circuito del
ventilador, el tubo endotraqueal o las vías de
conductancia del paciente, y reflejando el incremento de la diferencia entre la presión pico y la
presión alveolar (3).
Esto significa que las presiones medidas por el
ventilador, no siempre serán indicativas de la
presión alveolar. Durante la espiración el gas se
mueve del alvéolo hacia el circuito y la presión
en el primero es mayor que la presión en el segundo. Sólo la presión alveolar iguala a la del
circuito durante periodos de ausencia de flujo,
los cuales ocurren durante la inspiración o al
final de la exhalación, después de que el tiempo
de flujo de gas espiratorio ha cesado. Debido a
estas consideraciones, la observación en la presión de las vías respiratorias durante periodos
de flujo y de ausencia de éste, puede proporcionar información útil (3).
Figura 3. Lugares donde se puede medir la presión en un
ventilador. Éstos pueden ser algunos sitios internos del ventilador (inspiración/espiración), en la pieza en Y del circuito
ventilatorio, en la apertura de la vía aérea, en la carina,
mediante la aplicación de una línea de control de presión a
un tubo traqueal con un lumen extra (8).
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Presión alveolar vs. presión del circuito
La presión del circuito y la presión alveolar varían
durante la ventilación mecánica.
Presión inspiratoria pico y presión meseta
Cuando la presión es graficada en función de
tiempo, para una respiración en ventilación mecánica resulta en una serie de ondas (Figura 4),
las cuales tienen dos presiones importantes (4):
1. Presión inspiratoria pico (PIP): es la máxima
presión registrada al final de la inspiración,
que se requiere para llevar el gas a través de
la resistencia de la vía aérea y ejercida por
el volumen de gas a medida que se llenan
los alvéolos. Esta presión depende de la distensibilidad pulmonar, el tórax y la resistencia
de las vías aéreas, incluyendo la contribución
hecha por el tubo traqueal y el circuito del
ventilador (si la presión se mide desde un sitio
en el circuito que está cerca del ventilador).
Controla la velocidad a la cual es entregado
el volumen corriente o el tiempo en que fue
entregada la presión inspiratoria programada en el ventilador.
2. Presión plato o meseta: es la pausa, que se da
después de la inflación del volumen corriente y antes del comienzo de la exhalación, en
la cual no hay flujo de gas y se produce un
descenso leve en la presión en la vía aérea,
equilibrando las presiones. Refleja el retroceso
elástico pulmonar y de la caja torácica frente
al volumen de gas (4).
La caída en la presión pico al nivel de la presión
meseta, demuestra que el flujo inspiratorio ha
cesado, por lo tanto, la presión no está obligada
a vencer la resistencia al flujo. La presión también
cae como resultado de la redistribución de gas
dentro de los pulmones. Esta es una propiedad
de los materiales elásticos, que se traduce en la
disminución de presión después de un periodo
de tiempo, al mismo volumen. Ésta depende del
reclutamiento de los alvéolos y el efecto del surfactante.
La presión meseta es la presión que se da cuando
no hay flujo en el circuito ni en las vías aéreas
del paciente. Ésta es la que más se asemeja a la
presión alveolar y por lo tanto tiene una importancia considerable para limitar la presión de los
alvéolos. La presión excesiva puede conllevar aire
extrapulmonar (por ejemplo, neumotórax) y lesión pulmonar aguda (3).
Figura 4. La línea oscura representa la presión del circuito, mientras que la línea discontinua representa la presión
alveolar. Durante la inspiración, la presión del circuito es
mayor que la presión alveolar. Por el contrario, durante un
aumento de la presión alveolar, hay una disminución de la
presión del circuito y durante la espiración la presión alveolar excede la presión del circuito. El único momento en que
estas presiones son iguales es en los periodos de ausencia
de flujo durante una pausa espiratoria o después de que la
espiración ha cesado.
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El aumento de la resistencia en las vías respiratorias, conduce a un incremento de la presión
inspiratoria pico. Este aumento excesivo de la
resistencia dará lugar a una amplia diferencia
entre presión inspiratoria pico y presión meseta.
Una caída en la distensibilidad elevará tanto la
presión inspiratoria pico como la presión meseta
(Figura 5).
modos ventilatorios o durante la respiración
espontánea para mejorar la oxigenación y el
reclutamiento alveolar, y reducir el trabajo respiratorio (7).
El principal beneficio de la presión positiva al
final de la espiración y la presión positiva continua de la vía aérea se logra a través de su
capacidad para aumentar la capacidad residual
funcional (FRC) y mantenerla por encima de la
capacidad de cierre. El aumento de la FRC se
acompaña de un incremento en el volumen
alveolar por reclutamiento de los alvéolos que
contribuye al intercambio gaseoso, por lo tanto aumentan la oxigenación (ventilación más
homogénea) (7).
Las respuestas fisiológicas de la CPAP/
PEEP
Figura 5. Curva presión, flujo y volumen versus tiempo.
En la primera curva se presenta un aumento de la resistencia, con mayor presión pico, y ésta es igual a la presión
meseta. En la segunda curva se muestra un aumento del
flujo, con mayor presión pico y la misma presión meseta.
En la tercera curva hay disminución de la distensibilidad
con mayor presión pico y aumento de la presión meseta.
Si bien se conoce que las causas de la lesión pulmonar inducida por la ventilación es multifactorial, en general se cree que la presión plato o
meseta es la mejor estimación clínica del promedio de la presión alveolar pico. Aunque es controvertido, generalmente se recomienda que la
presión de meseta no supere 30 cm H2O, para
evitar esta lesión (4).
Presión positiva al final de la espiración (PEEP) y
presión positiva continua de la vía aérea (CPAP)
La PEEP es el suministro de una cantidad fija de
presión positiva aplicada, durante el ciclo de ventilación mecánica. Es la presión más baja que se
puede medir en la fase espiratoria y sólo es fiable
si el paciente no tiene una respiración activa. La
CPAP se refiere a la adición de una cantidad fija
de presión positiva durante la respiración espontánea, en ausencia de un tubo endotraqueal (5).
La PEEP y la CPAP no son modos separados de
ventilación. Se utilizan conjuntamente con otros
La PEEP y la CPAP pueden reducir el gasto cardíaco y la presión arterial media, a través de la
disminución del retorno venoso y por tanto del
llenado ventricular (Figura 6). En los pacientes
con pobre función ventricular izquierda y edema pulmonar, la adición de CPAP o PEEP puede
mejorar el gasto cardíaco por la mejoría del volumen sistólico (8).
En quienes se adiciona PEEP es común observar
retención de líquidos y diuresis disminuida, especialmente en conjunto con la ventilación mecánica invasiva. Esta combinación aumenta la
producción de la hormona antidiurética, disminuye la presión de perfusión media de la arteria
renal y la perfusión redistribución de la corteza,
así como el flujo urinario, el clearance de creatinina y la fracción excretada de sodio (9).
Efectos de la CPAP
Los efectos que puede presentar la CPAP con
relación al aumento presión venosa central son:
disminución del volumen al final de la diástole
del ventrículo derecho (precarga), aumento de
la resistencia vascular pulmonar (postcarga ventrículo derecho), presión de enclavamiento de
la arteria pulmonar (presión de enclavamiento)
y disminución volumen telediastólico (precarga)
y de la poscarga del ventrículo izquierdo (8, 9).
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Figura 6. Flujograma de los múltiples efectos de la ventilación de presión positiva en la función renal (8).
La diferencia entre PEEP y presión meseta, es la
presión necesaria para vencer la elastancia pulmonar (retroceso elástico de los pulmones y pared
torácica). Un aumento de la PEEP superior a 15
cm H2O, puede producir sobredistención alveolar,
con compresión de capilares adyacentes, e incrementar la resistencia al flujo pulmonar y aumentar
la postcarga (resistencia a eyección del ventrículo derecho), con dilatación ventricular y descenso
del volumen sistólico, llevar así a una limitación
del llenado diastólico por desviación del tabique
y causar una disminución del gasto cardiaco. La
diferencia entre presión meseta y presión pico, es
la presión requerida para vencer la resistencias inspiratorias de la vía aérea y del tubo endotraqueal.
Si se presenta un aumento de la presión pico sin
cambios en la presión meseta es posible que haya
una obstrucción de la vía aérea (5).
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Auto-PEEP
La medición de la presión del circuito no es
siempre es un indicativo de la presión alveolar.
Durante la espiración, la presión alveolar es mayor que la presión del circuito, hasta que el flujo
espiratorio cesa. Si el flujo espiratorio, no cesa
antes de la iniciación de la respiración siguiente,
se puede producir un atrapamiento de gas, que
aumenta la presión en los alvéolos al final de la
espiración; esto se conoce como auto-PEEP (6).
El objetivo de la PEEP en los pacientes ventilados es aumentar la presión en los alvéolos
al final de la espiración, pero la auto-PEEP es
potencialmente perjudicial, ya que no se puede ser consciente de su presencia. Los efectos
de la auto-PEEP son los mismos que los de la
PEEP o la CPAP y puede predisponer al paciente
a un aumento del riesgo de injuria pulmonar por
presión, caída del gasto cardíaco, hipotensión,
retención de líquidos e incremento del trabajo
respiratorio (6).
De qué manera la presencia de auto-PEEP
incrementa el trabajo respiratorio
En un paciente sano, la presión en los alvéolos
al final de la espiración es el equivalente a la
presión atmosférica. La presión entre la pleura
parietal y la pleura visceral en ese momento es
negativa. Para conseguir un flujo de gas en los
alvéolos, el diafragma y los músculos intercostales externos se contraen, creando una presión
intrapleural más negativa. Esto hace que los alvéolos se expandan y se produzca una presión
alveolar subatmosférica, que origina un flujo de
gas. Cuando hay auto-PEEP, la presión en los alvéolos a final de la espiración es mayor que la
atmosférica, el tamaño del tórax se expande y
los músculos respiratorios han vuelto a un largo estado de reposo. Para generar un flujo de
gas, los músculos respiratorios deben acortarse
lo suficiente para expandir el tórax e incrementar sus dimensiones y crear una presión alveolar
subatmosférica. Si esta presión no se genera,
no se producirá ningún flujo de gas. Cuando
un paciente es intubado y conectado a un respirador, el tiempo de respuesta a la demanda
del ventilador puede exacerbar el problema (10)
(Figura 7).
La medición de la auto-PEEP
La auto-PEEP, a diferencia de la PEEP (PEEP externa), no se registra en manómetro de presión del
ventilador porque el ventilador registra la presión
del circuito y no la presión alveolar. Sin embargo,
si la válvula de exhalación en el respirador, está
ocluida inmediatamente antes del inicio de la siguiente respiración, la presión en los alvéolos y
el circuito del ventilador se equilibran. Al realizar
esta maniobra el nivel de auto-PEEP se mostrará
en el ventilador (11) (Figura 8).
Es importante señalar que este método de medir
auto-PEEP, sólo se puede utilizar cuando el paciente está recibiendo respiraciones controladas.
Cuando el paciente está tomando respiraciones
espontáneas o asistidas, la presión en el circuito se reducirá para iniciar el flujo de gas, y una
medición de la auto-PEEP será inalcanzable. Para
determinar si un paciente tiene auto-PEEP durante las respiraciones espontáneas o asistidas,
es necesario ver las formas de la onda de flujo
en el ventilador o insertar un balón esofágico. Si
hay auto-PEEP la onda de flujo no regresará a
la línea de base antes de la siguiente respiración
(11) (Figura 9).
Mediante la inserción de un balón esofágico en
el paciente, puede medirse o determinarse la
presencia de auto-PEEP. La presión esofágica refleja estrechamente la presión intrapleural. Así,
Figura 7. A través de la adición de CPAP o PEEP el gradiente de presión entre los alvéolos y el circuito se reduce, disminuyendo de ese modo el trabajo respiratorio de la inspiración.
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Figura 8. Curva presión-tiempo donde se esquematiza la
auto-PEEP.
la cantidad de presión esofágica requerida para
iniciar el flujo de gas es un reflejo del nivel de
auto-PEEP. Monitores, tales como el monitor pulmonar Bicore®, utilizan un balón esofágico con
un transductor de flujo y un sensor de presión,
que se puede añadir a la pieza en Y del circuito
del ventilador o conectar a una pieza en T en un
circuito CPAP. El monitor Bicore® define la autoPEEP como la diferencia en la presión esofágica
al final de la espiración y la presión esofágica al
inicio del flujo inspiratorio menos la sensibilidad (Figura 10). Bicore® define sensibilidad como la medición de la sensibilidad de la válvula
de demanda ventilatoria. Ésta se calcula como la
presión de la vía aérea antes del inicio del flujo
inspiratorio (11).
Volumen corriente (Tidal)
El volumen corriente se refiere a la cantidad de
aire que se entrega al paciente. El volumen corriente fisiológico normal es aproximadamente
5-7 mL/kg, mientras que el objetivo tradicional de
Figura 10. Curva flujo tiempo. Se esquematiza la presión
esofágica en el monitor Bicore®.
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Figura 9. Curva presión y flujo versus tiempo. Se realiza la
visualización gráfica de la auto-PEEP.
volúmenes corrientes en la ventilación mecánica,
han sido aproximadamente de 10 a 15 mL/kg.
La justificación para el aumento del tamaño del
volumen corriente en pacientes ventilados, constituye en evitar la atelectasia y superar el espacio
muerto del circuito del ventilador y el tubo endotraqueal. Volúmenes corrientes inspirados y expirados se grafican sobre el eje Y contra el tiempo
(Figura 11). Los pacientes con enfermedad neuromuscular o en postoperatorio pueden recibir 8 a
10 mL/kg y los pacientes con EPOC o asma de 6 a
8 mL/kg, por tener aumentadas las resistencias en
la vía aérea. En pacientes con SDRA o fibrosis pulmonar, que tienen alteración en la distensibilidad,
se recomiendan 4 a 8 mL/kg. Es importante tener
Figura 11. Curva volumen-tiempo. Se muestran los componentes del volumen corriente.
en cuenta el espacio muerto mecánico que es el
volumen del circuito a través del cual se produce
la reinhalación, y que fisiológicamente se comporta como la prolongación del espacio muerto
anatómico (12).
Los volúmenes corrientes deben correlacionarse con ciertas circunstancias que pueden causar
una diferencia entre los volúmenes corrientes de
inspiración y espiración (Figura 12). El volumen
corriente espirado puede ser inferior al volumen
corriente inspirado en el siguiente caso (12):
1. Hay una fuga en el circuito del ventilador, que
hace que parte del gas suministrado al paciente salga a la atmósfera.
2. Hay una fuga alrededor del tubo endotraqueal
o traqueostomía, debido a la
posición del tubo, sello inadecuado o pérdida del
manguito, haciendo que parte del gas suministrado al paciente se pierda.
3. Hay una fuga en el paciente, como una fístula broncopleural, causando que parte del gas
suministrado al paciente se filtre.
El volumen corriente espirado puede ser mayor
que el volumen corriente inspirados por adición de
vapor de agua dentro del circuito del ventilador.
Atelectasias y reclutamiento pulmonar
Entre los factores que influyen en la formación
de atelectasias en el paciente ventilado, está la
fracción inspirada de oxígeno (FIO2) alta; sin embargo, se debe individualizar el valor según el
requerimiento y la patología de cada paciente.
El paciente obeso puede desarrollar atelectasias
ya que tiene una capacidad residual funcional
menor, por mayor presión abdominal. Las atelectasias se presentan en todas las edades pero es
más frecuente en niños. Todas las cirugías que
requieran toracotomía, son un factor de riesgo
para desarrollar atelectasias (13).
Las maniobras de reclutamiento alveolar consisten en un incremento sostenido de la presión
en el interior de los pulmones con el objetivo de
abrir tantas unidades alveolares como sea posible. Después del reclutamiento los alvéolos permanecen inflados gracias a la PEEP. Existen varios
tipos de maniobras, entre ellas la inflación sostenida de 40 cm de H2O durante un minuto, la
repetición durante un intervalo de 15 minutos,
la elevación en tándem de la PEEP con presión
inspiratoria en modo controlada por presión y la
aplicación de tres suspiros consecutivos por minuto durante una hora (14, 15).
Flujo (V)
El flujo, se refiere a la velocidad a la cual se entrega o se exhala un volumen de gas por unidad
de tiempo entre dos puntos de un conducto debido a un gradiente de presión (16). El flujo se
describe en litros por minuto. El flujo inspiratorio
pico es el máximo flujo entregado a un paciente
durante un tiempo determinado por el ventilador
(Figura 13).
El flujo inspiratorio tiene cuatro tipos de ondas
(onda cuadrada, onda desacelerada, onda de
Figura 12. Curva volumen-tiempo. Los diagramas muestran ejemplos en los que los volúmenes corrientes en la inspiración
y espiración no se correlacionan.
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Figura 13. El flujo inspiratorio es graficado por encima de la línea cero, mientras que el flujo espiratorio se representa
gráficamente como una desviación negativa. Cuando el gráfico que representa el flujo es cero; no hay flujo de gas que va
dentro o fuera del paciente.
flujo acelerado y onda sinusoidal). El flujo espiratorio es una onda positiva tipo desacelerada.
Tiempo
El tiempo en ventilación mecánica se divide en
tiempo inspiratorio (Ti) y tiempo espiratorio (Te).
El tiempo inspiratorio es una combinación del
período de flujo inspiratorio y el tiempo necesario para hacer una pausa inspiratoria. El tiempo
inspiratorio con la adición de una pausa inspiratoria se denomina tiempo inspiratorio total (Figura 14). El tiempo espiratorio es el tiempo que
dura la espiración. La frecuencia respiratoria es
el número de ciclos respiratorios por unidad de
tiempo que puede realizar un paciente o el ventilador (17).
El tiempo inspiratorio normal en el adulto sano con respiración espontánea es aproximadamente de 0,8-1,2 segundos. La relación
inspiración:espiración, como su nombre lo indica, es una relación inspiración:espiración (I:E)
de 1:1,5 a 1:2,2; es la analogía entre la fracción
de tiempo requerida en cada ciclo para llevar
a cabo la ispiración y la espiración. Una relación I:E de 1:2, significa que el ventilador proporciona una inspiración en un segundo y una
espiración en dos segundos. A veces puede ser
beneficioso aumentar el tiempo inspiratorio con
el fin de mejorar la oxigenación a través de la
adición de una pausa inspiratoria e incrementar el volumen corriente en la ventilación con
presión controlada. Los efectos adversos de los
Figura 14. Diagrama de presión, volumen y flujo versus tiempo. Se visualizan los componentes del tiempo durante la ventilación mecánica.
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tiempos inspiratorios excesivamente largos, son:
compromiso hemodinámico, disincronía ventilador-paciente y desarrollo de auto-PEEP (17).
Sensibilidad o trigger
las características de la válvula de demanda y la
resistencia añadida de los circuitos inspiratorio
y espiratorio. Esto conduce a un incremento del
trabajo muscular inspiratorio y el consumo de
oxígeno (18) (Figura 15).
Se refiere al mecanismo mediante el cual el
ventilador censa el esfuerzo inspiratorio y proporciona un flujo de gas o una respiración mecánica. Esto provoca la activación y apertura de
la válvula inspiratoria, haciendo que el total del
trabajo respiratorio sea hecho por el ventilador.
El nivel de sensibilidad debe ser adecuado para el paciente, para que no realice un esfuerzo
adicional. La válvula de demanda se activa por
un cambio en la presión (sensibilidad por presión) o un cambio en el flujo (sensibilidad por
flujo). Es mejor la sensibilidad por flujo, ya que
es más sensible con un menor tiempo de respuesta (18).
Sensibilidad por flujo
Sensibilidad por presión
El tiempo necesario para el inicio del esfuerzo
inspiratorio hasta el inicio del flujo espiratorio
es considerablemente menor con la sensibilidad
por flujo, en comparación de la sensibilidad por
presión. La sensibilidad por flujo de 2 litros por
minuto, por ejemplo, el tiempo que tarda es de
75 milisegundos, mientras que el tiempo que
tarda la sensibilidad por presión de 1 cm de H2O
es 115 milisegundos, dependiendo del tipo de
ventilador utilizado. El uso de sensibilidad por
flujo disminuye el trabajo implicado en el inicio
de una respiración (18).
Se refiere a la cantidad de presión negativa que
el paciente debe generar para recibir un flujo de
aire o gas. Si la sensibilidad se ajusta a 1 cm, entonces el paciente debe generar 1 cm de H2O de
presión negativa en el sitio de medición de presión, para que la máquina detecte el esfuerzo y
entregue un flujo de aire o gas. La sensibilidad
debe ajustarse lo más cerca posible a cero, sin
permitir que la máquina cicle espontáneamente. Si la sensibilidad es demasiado alta el trabajo respiratorio del paciente se incrementará de
manera innecesaria (19).
A través de la observación del trazo de la gráfica
presión-tiempo o del manómetro de presión de
los ventiladores, se visualizará la frecuencia con
que la presión cae por debajo de la sensibilidad
fijada. La razón de esta caída en la presión se
debe al retardo en el tiempo mientras la presión
en el circuito cae y el ventilador proporciona un
flujo de gas. Esto se conoce como capacidad de
respuesta de demanda del ventilador. En algunos ventiladores la caída de presión de las vías
respiratorias al final de la espiración es tan grande como 6-8 cm H2O con un retardo de 0,30,7 segundos en el tiempo. Los factores antes
mencionados están determinados, en parte, por
Es el flujo en el cual se entrega un flujo base
o continuo antes del esfuerzo inspiratorio; esto
produce un flujo espiratorio de la misma magnitud. La demanda temprana del paciente por
flujo es satisfecha por el flujo base. La sensibilidad de flujo es definida como la diferencia entre
el flujo base y el flujo exhalado. Por lo tanto, es
la magnitud de flujo que se desvía del circuito
de exhalación al pulmón del paciente. A medida
que el paciente inhala, la sensibilidad de flujo
alcanzado la presión de flujo, se abre y activa la
válvula entregando gas fresco (18).
Ventilación ciclado por volumen
La ventilación ciclada por volumen ofrece un volumen fijo con presión variable (determinada por
la resistencia, distensibilidad y el esfuerzo inspiratorio), flujo y tiempo inspiratorio (dependiente
Figura 15. Curva presión tiempo. La gráfica de la izquierda tiene mayor inflexión negativa, indicando pobre demanda de la respuesta.
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de una pausa inspiratoria, tasa de flujo y volumen
corriente), provocando el cierre de la válvula inspiratoria y abriendo la válvula espiratoria.
Presiones inspiratorias
Debido a que la presión es un parámetro variable
en la ventilación ciclada por volumen, es necesario observar la presión inspiratoria del paciente y
actuar según el aumento de ésta. En la ventilación ciclada por volumen, la presión inspiratoria
varía en respuesta al tamaño de la respiración suministrada, la resistencia del tubo endotraqueal
o traqueostomía, la resistencia de las vías aéreas
superiores, la distensibilidad del paciente y el esfuerzo inspiratorio. Al monitorizar la presión pico
y la presión meseta en la ventilación ciclada por
volumen, es posible obtener una estimación de la
resistencia y la distensibilidad del paciente (20).
Si se presenta una gran diferencia entre la presión pico y la presión meseta, indica un aumento en la resistencia. Una presión meseta elevada
revela una disminución de la distensibilidad.
Cuando se presenta una gran diferencia entre la
presión pico y la presión plato con una presión
plato elevada se presenta un aumento de la resistencia y una disminución de la distensibilidad
combinadas (20).
Formas de las ondas de flujo
En la ventilación ciclada por volumen, el flujo
inspiratorio se controla por el flujo pico y el flujo de onda. El flujo pico es la cantidad máxima
de flujo suministrado al paciente durante la inspiración, mientras que el flujo de la onda determina la rapidez con la que se suministra el gas
al paciente a lo largo de las diversas etapas del
ciclo inspiratorio. Hay cuatro tipos diferentes de
formas de onda de flujo disponibles: cuadrada,
desacelerada (descenso), acelerada y sinusoidal
(Figura 16). Los más comunes en el uso diario son la cuadrada y la desacelerada de rampa
descendente (21).
Onda cuadrada
La forma cuadrada de onda de flujo proporciona
un flujo constante durante la inspiración en el
ventilador. Si por ejemplo, la tasa de flujo pico
se fija en 60 lpm, el paciente recibirá 60 lpm durante la inspiración. Esto suministra un volumen
fijo tanto en el inicio, como al final de la fase
inspiratoria. La presión de la vía aérea aumenta
de forma lineal, con un rápido incremento de la
resistencia del tubo endotraqueal (21).
Onda de desaceleración
La onda de desaceleración de flujo entrega un
flujo alto en el inicio de la inspiración y disminuye lentamente hasta que alcanza un porcentaje
del flujo pico inspiratorio. La mayor parte del volumen se entrega al inicio de la inspiración, y la
presión de la vía aérea hace que tome una forma
rectangular. Este patrón mejora la distribución del
gas, ya que reduce el espacio muerto e incrementa la oxigenación y la ventilación alveolar (21).
Figura 16. Curva flujo-tiempo. Se grafican los cuatro tipos de ondas en el flujo. A. Cuadrada, B. Desacelerada, C. Acelerada
y D. Onda sinusoidal.
28
Acta Colombiana de Cuidado Intensivo
Volumen 13 Suplemento 2
Forma de onda de aceleración
La forma de onda de aceleración de flujo, inicialmente proporciona una fracción del flujo inspiratorio pico y aumenta en forma constante la tasa
de flujo, hasta que el flujo máximo ha sido alcanzado (21).
Forma de onda sinusoidal
La forma de onda sinusoidal fue diseñada para que
coincida con la forma de onda de flujo normal de
un paciente que respira espontáneamente (21).
Flujo pico y forma de la onda de flujo
La velocidad de flujo debe ajustarse para que
coincida con la demanda inspiratoria del paciente. Cuando los requisitos del flujo inspiratorio del
paciente exceden la frecuencia de flujo impuesto
para el trabajo respiratorio, el paciente se desacopla con el ventilador y empieza a fatigarse.
Cuando la tasa de flujo no es capaz de satisfacer los requisitos del paciente, la presión muestra
una curva “excavada” o en depresión (Figura 17),
lo cual se denomina “inanición de flujo” (21).
La forma de onda de flujo desacelerado, es la
forma de onda más utilizada ya que produce la
presión inspiratoria pico más baja de todas las
formas de onda de flujo; esto se debe a las características de la expansión alveolar. Inicialmente,
se requiere una velocidad de flujo alta para abrir
los alvéolos. Una vez se ha producido la apertura alveolar, una velocidad baja es suficiente para
mantener el alvéolo abierto. Las formas de onda
que producen una alta velocidad de flujo al final
de la inspiración (formas de onda en aceleración
y forma cuadrada), exceden las necesidades de
flujo para la expansión alveolar, lo que resulta en
elevación de la presión inspiratoria pico (21).
Tiempo inspiratorio
En la mayoría de ventiladores ciclados por volumen que se usan en cuidados intensivos, no es
posible ajustar el tiempo inspiratorio ya que está
determinado por el flujo inspiratorio pico, la forma de onda de flujo y la pausa inspiratoria. El
tiempo inspiratorio puede ser programado; el flujo se vuelve dependiente del tiempo inspiratorio
y del volumen corriente (22). Si un paciente tiene
los siguientes parámetros ventilatorios: volumen
corriente 1.000 mL, flujo pico 60 lpm, forma de
onda de flujo cuadrada y pausa inspiratoria de 0
segundos, el tiempo inspiratorio sería de un segundo porque el gas está entregándose constante a un flujo de 60 lpm, que es igual a un litro por
segundo. Si se presenta una pausa inspiratoria de
0,5 segundos, el tiempo inspiratorio aumenta a
1,5 segundos. Se presenta un cambio de onda de
flujo, que inicialmente es cuadrada, a una forma
de onda desacelerada, sin alterar la velocidad de
flujo, que se traducirá en un aumento del tiempo
inspiratorio, ya que el flujo de gas es sólo fijado
inicialmente en 60 lpm y disminuye durante la
inspiración (22) (Figura 18).
Ventajas de la ventilación ciclada por
volumen
Facilidad de uso
Figura 17. Curva presión, flujo y volumen vs. tiempo. Representación gráfica de una onda de flujo que no satisface
los requerimientos del paciente.
Debido a la aplicación generalizada de la ventilación ciclada por volumen, se ha convertido en
un tipo de ventilación familiar para el personal de
cuidado crítico (22).
Bases de ventilación mecánica
Ortiz y cols
29
Desventajas de la ventilación ciclada por
volumen
Las principales desventajas de la ventilación ciclada por volumen son la presión variable y tasa de flujo establecida. Por tanto, es necesario
monitorizar estrechamente la presión inspiratoria
del paciente y observarlo en busca de signos de
“inanición de flujo” (22).
Debido a las limitaciones de la ventilación ciclada por volumen, los métodos de ventilación del
paciente con presión fija y tasa de flujo variable
(por ejemplo, ventilación controlada por soporte
y presión) están ahora ampliamente disponibles.
Los nuevos tipos de ventiladores combinan la capacidad para fijar un volumen corriente, presión
pico y tasa de flujo variable (23).
Ventilación por presión soporte
Figura 18. Curva flujo tiempo. Cambio de la forma de
onda con aumento del tiempo inspiratorio.
Volúmenes establecidos
Una de las principales ventajas de la ventilación
cíclica por volumen es la capacidad de establecer
un volumen corriente determinado. Esto es de
importancia para el paciente que requiere una regulación estricta de la eliminación del dióxido de
carbono. Los pacientes neuroquirúrgicos a menudo precisan de una regulación de CO2, porque
el dióxido de carbono es un potente vasodilatador. Los niveles elevados de dióxido de carbono,
en este grupo de pacientes, pueden aumentar el
volumen sanguíneo cerebral y, de manera concomitante, elevar la presión intracraneal, lo que
además puede disminuir el suministro de sangre
oxigenada al cerebro y conducir a isquemia cerebral. A la inversa, un CO2 bajo puede causar
constricción de la vasculatura cerebral, resultando en un suministro de oxígeno disminuido e isquemia cerebral. Por estas razones, la ventilación
ciclada por volumen es a menudo el modo de
elección para los pacientes que requieren esta regulación (22).
30
Acta Colombiana de Cuidado Intensivo
Volumen 13 Suplemento 2
El objetivo principal de la ventilación soportada
por presión es asistir la actividad muscular respiratoria de manera que permitirá mejorar la eficacia de esfuerzo del paciente y reducir la carga
de trabajo. La ventilación soportada por presión
sólo se aplica a las respiraciones espontáneas y
tiene una presión fija (presión soporte asociada
a CPAP/PEEP), volumen y tasa de flujo variables,
determinados por las resistencia, la distensibilidad, el esfuerzo inspiratorio y el nivel de presión
de soporte. La ventilación soportada por presión tiene un tiempo inspiratorio variable. Posee
un sistema de ciclado apagado cuando el flujo
inspiratorio del paciente disminuye a un valor
determinado por el fabricante del ventilador
(22) (Figura 19).
La ventilación con presión soporte tiene una presión preestablecida que se dispara cada vez que
el paciente respira y lo apoya. Esto proporciona
una presión positiva, que está sincronizada con
el esfuerzo inspiratorio del paciente. La presión
soporte permanece continua tanto al inicio como
al final de la respiración. Durante la inspiración la
presión de las vías respiratorias se eleva hasta el
nivel prefijado de presión soportada. La velocidad de presurización podrá ser fijada por el ventilador o ajustada por el tiempo (22).
se obtiene una disminución de la tasa de flujo,
produciendo una forma de onda de flujo desacelerada (22).
Figura 19. Curva presión, flujo y volumen versus tiempo.
Curvas de la ventilación por presión soporte.
La presión inspiratoria en la ventilación soportada por presión es establecida por el operador. La
presión pico es determinada por la suma de presión soporte a nivel de CPAP/PEEP, es decir, presión pico = presión soporte + CPAP / PEEP. No
hay presiones meseta en respiración soportadas
por presión, ya que es imposible lograr una pausa inspiratoria (22).
Debido a que el programa del ventilador se ajusta para alcanzar una presión preestablecida, la
velocidad de flujo en el ventilador debe responder a la resistencia del tubo endotraqueal o traqueostomía, la resistencia de las vías respiratorias
y la distensibilidad del paciente, y el esfuerzo inspiratorio (22).
El flujo en la presión soporte puede variar de manera que el nivel predeterminado de presión por
soporte, se logra y se mantiene durante toda la
respiración. El flujo no puede ser establecido por
el operador. Asimismo, la forma de la onda no
se puede establecer, pero tiende a desacelerarse.
Inicialmente, se administra una alta tasa de flujo con el fin de distender los alvéolos y superar
la resistencia del tubo endotraqueal. Una vez el
alvéolo está abierto y la presión preestablecida,
La finalización de la respiración con presión soporte se basa en la disminución del flujo inspiratorio. Los ciclos de apagado inspiratorio (cycling
off) se presentan cuando el flujo inspiratorio cae
a un valor predeterminado. Este valor puede
ser un porcentaje del flujo inspiratorio pico (por
ejemplo 25%) o una cantidad fija de flujo (por
ejemplo, 4 litros/min). La disminución del flujo
inspiratorio sugiere que los músculos inspiratorios del paciente están relajados y que éste se
acerca cada vez más al final de la inspiración. En
este punto, la fase inspiratoria cicla apagada. El
ventilador termina la presión soporte y abre la
válvula de exhalación. La fase espiratoria se libera, y vuelve a la presión de base, que puede ser el
nivel de CPAP/PEEP aplicado (22).
Finalmente, la ventilación con presión soporte se
define como un modo ventilatorio que está iniciado por el paciente, con una presión prefijada,
con volumen, tiempo inspiratorio y flujo variable,
que además está ciclado por flujo (22).
Aplicación de presión soporte
La ventilación con presión soporte puede ayudar a compensar el incremento del trabajo
muscular respiratorio requerido para la respiración, a través de un tubo endotraqueal y una
válvula de demanda. La interrupción del flujo a
un porcentaje determinado del flujo pico produce una disminución del tiempo inspiratorio,
mejorando la sincronía ventilador-paciente en
la enfermedad pulmonar obstructiva. Contrariamente, el ciclado a porcentajes menores se
vincula con aumento del tiempo inspiratorio
facilitando la adaptación al paciente con enfermedad restrictiva (23).
Presurización
Una vez que ha iniciado la inspiración el ventilador suministra un flujo inspiratorio alto que
disminuye, en respuesta a los esfuerzos del paciente, durante todo el ciclo de inspiración. El
mecanismo servo regulador del ventilador se
Bases de ventilación mecánica
Ortiz y cols
31
ajusta al flujo necesario para alcanzar y mantener
la adecuada presión hasta que se produce la espiración. La regulación del flujo varía entre los ventiladores. La presión aumenta de acuerdo con un
intervalo de tiempo que es especificado en el sistema o ajustado por el operador. Una alta velocidad
de presurización resulta en un rápido alcance del
nivel de presión soporte preestablecido (23).
Una baja velocidad de presurización puede hacer que el paciente respire con esfuerzo excesivo, sobre todo cuando el impulso respiratorio
es alto y la mecánica respiratoria es pobre. Una
alta velocidad de presurización puede hacer que
sea difícil para el ventilador mantener correctamente la presión durante la inspiración, según
el mecanismo de servo control, especialmente
en pacientes con bajo nivel de distensibilidad o
alta resistencia. Un aumento muy brusco de la
presión, bajo la acción de un flujo alto y una alta
resistencia, pueden interferir con el mecanismo
de presión, que cicla de inspiración a espiración.
Un rápido aumento de tiempo puede conducir
a la terminación prematura de la respiración o
a un volumen corriente ineficaz (Figura 20). La
primera respiración representa una respiración
con presión soporte normal. La segunda respiración ilustra un flujo inicial rápido (debido a un
corto aumento del tiempo) que ha causado que
Figura 20. Curva presión, flujo y volumen versus tiempo.
El gráfico muestra un aumento del tiempo con finalización
prematura de la respiración.
32
Acta Colombiana de Cuidado Intensivo
Volumen 13 Suplemento 2
la presión inspiratoria aumente más allá del nivel
establecido con presión soporte. El ventilador ha
compensado rápidamente la disminución del flujo, que a su vez ha provocado que el ventilador
cicle apagado por presión soporte. Un prolongado aumento del tiempo puede ser beneficioso en
dicho instante (23).
Ventilación controlada por presión
La ventilación controlada por presión tiene una
presión fija (ventilación controlada por presión
adicionada a CPAP o PEEP), un volumen y una tasa de flujo variables (determinados por resistencia, distensibilidad, esfuerzo inspiratorio y niveles
de presión), tiempo inspiratorio fijo y ciclado
apagado por el tiempo inspiratorio (ventilación
ciclada por tiempo controlada por presión) o la
relación I:E (ventilación controlada por presión
ciclada por relación I:E) (24).
Control de la presión
La ventilación ciclada por tiempo difiere de la
ventilación ciclada por presión por la tasa de flujo variable, mientras que el tiempo inspiratorio es
fijo. Este último determina cuánto tiempo va a
limitar la presión, conocida como presión de ventilación controlada por presión (PCVP). Después
de que el tiempo inspiratorio se ha alcanzado, la
fase de inspiración se detiene y comienza la de
espiración. Por lo tanto, es controlada por presión cuando la presión está “controlada” para un
Figura 21. Curva de presión tiempo.
tiempo determinado y es ciclada para este tiempo, porque el “tiempo” es lo que determina la
duración de la inspiración (Figura 21) (24).
El tiempo necesario para alcanzar la presión de
ventilación controlada por presión, es capaz de
ajustarse en algunas máquinas mediante la manipulación de la tasa de flujo inicial o el aumento
del tiempo. En otros ventiladores es posible manipular la tasa de flujo pico, lo cual permitirá que
el paciente genere una gran tasa de flujo, si se
requiere, durante períodos de potencial inanición
de flujo, por ejemplo durante una aspiración por
el tubo (24).
El volumen corriente no se fija en la presión
controlada
La ventilación ciclada por tiempo se verá influida por esfuerzo inspiratorio, tiempo inspiratorio,
resistencia al flujo y distensibilidad (pulmón y tórax). Al tener un tiempo inspiratorio establecido,
el volumen corriente será menos variable que el
proporcionado por un ventilador ciclado por presión simple. La ventaja de la ventilación controlada por presión sobre la ventilación ciclada por
volumen, es que a volúmenes corrientes iguales
puede entregarse una presión en la vía aérea fija.
Además, probablemente hay menos “inanición
de flujo” experimentado por los pacientes en respiración asistida (24) (Figura 22).
Ventilación controlada por presión versus
ventilación controlada por volumen
Se define presión como la fuerza que ejerce un
gas (por colisión entre ellas mismas o con la superficie) sobre las paredes de la pared alveolar, y
volumen como el espacio ocupado por un gas.
Cuando se utilizaban los antiguos respiradores,
los modos controlados por presión presentaban
flujos turbulentos que dificultaban la ventilación, asociado con la creencia de falta de seguridad, por no asegurar un volumen corriente fijo
en cada respiración, lo cual no hacía atractiva la
utilización de esta forma ventilatoria. Además,
los métodos controlados por volumen eran
ideales porque garantizaban ventilación minuto que mantenía la PCO2 normal, oxigenando al
Figura 22. Es posible aumentar el volumen corriente en
los pacientes mediante el aumento del tiempo inspiratorio. El diagrama 1 muestra cómo extendiendo el tiempo
inspiratorio puede incrementarse el volumen corriente. Aumentando el tiempo inspiratorio (como lo indica la línea
punteada), el flujo continúa siendo suministrado al paciente y el volumen corriente se incrementa. En el diagrama 2
sin embargo, el flujo ya ha retornado a cero antes del final
del tiempo inspiratorio. Al aumentar el tiempo inspiratorio
en este paciente (línea punteada) no hay mejoría en el volumen corriente. Todo lo que se consigue aumentando el
tiempo inspiratorio en el segundo paciente, es una pausa
inspiratoria. Esto puede ser útil para mejorar la distribución de los gases y quizás abrir más los alvéolos, pero no
hay un aumento del volumen corriente. El último diagrama
muestra uno de los beneficios de la ventilación controlada
por presión, sobre la ventilación controlada por volumen.
La presión negativa indica que es una presión asistida, es
decir, iniciada por la máquina. En esta respiración el paciente hace un gran esfuerzo inspiratorio porque la tasa de
flujo en la ventilación controlada por presión es variable; el
ventilador es capaz de dar al paciente el flujo que éste demanda. En esta respiración el volumen corriente es mayor
que en la respiración previa, debido al esfuerzo inspiratorio
del paciente.
pulmón correctamente, que eran los antiguos
objetivos de la ventilación mecánica, por lo cual
fue el método más utilizado (60% del soporte
ventilatorio) (25).
Con la mejoría de la tecnología y estudios sobre ventilación mecánica, hoy se habla de estrategias protectoras del pulmón, la cual limita el
volumen corriente, la presión transpulmonar, la
presión de distensión pulmonar y la aplicación
de PEEP temprana. El objetivo de esta estrategia
es garantizar un adecuado intercambio gaseoso
no estrictamente normal, disminuyendo los daños pulmonares inducidos por presión excesiva
en la vía aérea y por sobredistención pulmonar,
protegiendo la función del ventrículo derecho y
Bases de ventilación mecánica
Ortiz y cols
33
evitando el deterioro hemodinámico, la liberación de mediadores inflamatorios sistémicos y la
expansión de la lesión pulmonar (26).
La protección pulmonar involucra un límite de la
inspiración máxima y un volumen corriente estrecho, por lo cual ni la ventilación controlada por
volumen ni por presión son perfectas, ya que la
presión y el volumen están íntimamente relacionados y dar prioridad a uno es despreciar al otro.
Cuando se utiliza ventilación controlada por volumen, se reduce la presión inspiratoria pico y la
sobredistención de zonas ventrales y apicales del
pulmón. El volumen no se distribuye uniformemente. El tejido deformado es el reflejo de la presión
transalveolar local. Si el paciente lucha por respirar,
la presión local transalveolar aumenta, aunque el
volumen corriente permanezca constante (27-28).
Puede también mejorar la oxigenación en hipoxemia grave, ya que presenta mejor distribución de
gas dentro de los alvéolos. Una monotonía no
natural del volumen controlado predispone a
microatelectasias cuando se utilizan volúmenes
corrientes pequeños. Esta fue la principal razón
para que el “suspiro respiratorio” fuera usado en
grandes volúmenes corrientes y se impusiera la
presión positiva al final de la espiración (29). Los
patrones de flujo estereotipados (por ejemplo, la
onda “cuadrado” y desaceleración lineal) no se
observan en pacientes con respiración espontánea y tampoco los volúmenes corrientes invariables. Como el patrón de flujo es fijo, no se da una
adecuada adaptación entre ventilador y paciente
(asincrónica) (30) (Tabla 1).
En general, la ventilación controlada por presión
favorece los pacientes que requieren estrategias
de ventilación protectora limitadas por presión
y los pacientes con mala adaptación a la ventilación mecánica. Este método ventilatorio brinda
comodidad y un patrón de flujo desacelerado
que varía con el requerimiento del paciente, disminuyendo así el riesgo de asincronía. Se tienen
presiones pico y alveolar constantes, reduciendo
el riesgo de barotrauma y lesión inducida por el
ventilador (31) (Tabla 1).
Otra posibilidad es que se presente hipercapnia,
la cual ocurre por la disminución del volumen
minuto, y aumento del espacio muerto respecto
al volumen corriente. Esta hipercapnia es permisiva (no mayor a 70 mm Hg) siempre y cuando
el paciente tenga adecuada oxigenación y no
existan contraindicaciones (hipertensión endocraneana e inestabilidad hemodinámica).
No es fácil determinar una estrategia superior;
sin embargo, se sabe que hay circunstancias que
favorecen la utilización de una más que otra. Ésta se debe elegir según la condición clínica del
paciente, el tipo de equipo, los conocimientos,
la experiencia y la preferencia del operador. La
mayoría de autores actuales consideran que las
ventajas que presenta la ventilación controlada por presión, son ideales para la protección
pulmonar (33). También es importante señalar
que están en investigación modos duales (combinaciones de las características de los modos
controlados por presión y volumen) para asegurar un volumen corriente que limite la presión
Tabla 1. Características de la ventilación controlada por presión y volumen para protección pulmonar (32).
Ventilación controlada por volumen
Ventilación controlada por presión
Variable de control
Características
Flujo
Presión
Presión alveolar máxima
Mayor presión plato
Menor presión plato
Deformabilidad
Acentuado por injuria avanzada
Inefectiva o reducida por injuria avanzada
Respuesta a flujo demandado
Inflexible
No restrictivo
Volumen corriente
Monótono
Variable
Perfil de flujo
Cuadrada
Desacelerado
Manejo de presión
Influenciado por impedancia
Constante
Respuesta a injuria avanzando
Incremento de presión pico
Reducción de volumen corriente
34
Acta Colombiana de Cuidado Intensivo
Volumen 13 Suplemento 2
(ventilación controlada por volumen con un flujo de rampa descendente) (34).
Modos de ventilación
Ya sea ciclada por flujo o controlada por presión, la ventilación ciclada por tiempo tiene los
siguientes modos ventilatorios (36):
• Ventilación obligatoria controlada.
• Ventilación obligatoria intermitente sincronizada.
• Ventilación asistida/controlada.
respiración se entrega cada seis segundos, independientemente de los esfuerzos. La desventaja
teórica de esta forma, es que el paciente puede
tomar una respiración espontánea y podría recibir una respiración suministrada por la máquina
al mismo tiempo o durante la espiración, causando una hiperinflación y altas presiones pico en las
vías respiratorias. La ventilación obligatoria intermitente sincronizada puede evitar este problema
mediante el monitoreo del esfuerzo respiratorio
y la entrega de respiraciones con los esfuerzos
inspiratorios (36) (Figura 24).
Ventilación obligatoria intermitente/
ventilación obligatoria intermitente
sincronizada
La ventilación obligatoria intermitente sincronizada es similar a la ventilación obligatoria intermitente y la ventilación obligatoria controlada,
en que se entregará un número mínimo de respiraciones, a pesar de la posible falta de esfuerzo
inspiratorio; si el ventilador está fijado para suministrar diez respiraciones por minuto el paciente
recibirá estas respiraciones esté respirando solo o
no. La ventilación obligatoria intermitente sincronizada utiliza una ventana de tiempo para que se
realice la ventilación en un tiempo determinado.
Si el paciente hace un esfuerzo inspiratorio suficiente (regido por la sensibilidad), la máquina
detectará este esfuerzo y dará al paciente una
respiración durante este mismo tiempo, sincronizándolo con su propio esfuerzo (36) (Figura 25).
La ventilación obligatoria intermitente fue una
versión temprana de la ventilación obligatoria intermitente sincronizada. En este modo de ventilación se programa la frecuencia respiratoria en un
intervalo de tiempo especificado. Para un paciente que recibe diez respiraciones por minuto, una
La ventilación obligatoria intermitente sincronizada está disponible en la ventilación ciclada
por tiempo, controlada por presión y la ciclada
por volumen. En el ejemplo anterior la disminución teórica en la presión inspiratoria pico que
puede ocurrir durante una respiración asistida,
Figura 23. Curva presión tiempo. Esquema de ventilación
obligatoria controlada.
Figura 24. Curva presión tiempo. Esquema de ventilación
obligatoria intermitente.
Ventilación obligatoria controlada
En este modo ventilatorio el operador fija un flujo para una presión predeterminada, volumen o
límite de tiempo y el paciente recibe esta respiración en un intervalo de tiempo fijo. Por ejemplo,
si el paciente tiene una frecuencia de 10, entonces recibirá una respiración cada 6 segundos,
independientemente de su esfuerzo inspiratorio
(Figura 23). En este modo no hay respiración espontánea o asistida (36).
Bases de ventilación mecánica
Ortiz y cols
35
Figura 25. Curva presión tiempo. Esquema de ventilación
obligatoria intermitente sincronizada.
Figura 26. Curva presión tiempo. Esquema de ventilación
asistido-controlada.
no se aplica a la ventilación ciclada por tiempo
y controlada por presión, porque la presión es
constante en este tipo de ventilación. En presión
controlada, el volumen corriente de la ventilación
ciclada por tiempo, puede aumentar durante la
respiración asistida (36).
En la tabla 2 se resumen todos los parámetros que
se deben ajustar en el ventilador de acuerdo con
el modo de ventilación mecánica para el paciente.
También es importante señalar que durante la respiración asistida, el paciente continúa inspirando
incluso después de que la máquina detecta el
esfuerzo. Así, el trabajo respiratorio durante las
respiraciones asistidas es comparable con las respiraciones espontáneas. Por esta razón, la ventilación ciclada por tiempo controlada por presión,
puede tener mayor sincronía con las demandas
del paciente durante las respiraciones asistidas y
además tener un gran volumen corriente o una
tasa de flujo como la que éste requiere (36).
Ventilación asistida/controlada
La ventilación asistida controlada, está disponible
en ventilación ciclada por volumen y la controlada por presión. En esta forma de ventilación
se fija un número determinado de respiraciones,
con un volumen corriente fijo o un tiempo determinado, que será entregado al paciente si él
respira o no. Si el paciente hace cualquier esfuerzo inspiratorio por encima de este número de
respiraciones, recibirá respiraciones adicionales
con la misma presión o volumen que se fijó. Es
decir, todas las respiraciones se pueden controlar
(iniciadas por el ventilador) o asistida (iniciadas
por el paciente) con el mismo volumen corriente
o limitado por presión y tiempo inspiratorio (36)
(Figura 26).
36
Acta Colombiana de Cuidado Intensivo
Volumen 13 Suplemento 2
Trabajo impuesto por la respiración
Trabajo respiratorio
Es el trabajo realizado para superar la resistencia
al flujo de gas y las propiedades elásticas de los
pulmones y la pared torácica (37).
El trabajo respiratorio se refleja en la cantidad de
oxígeno tomada durante la respiración. Esto es
por lo general aproximadamente 3% del total de
oxígeno en condiciones normales pero es mucho
mayor en condiciones extremas (37).
El trabajo respiratorio fisiológicamente se define
como un delta de presión por el delta de volumen. El trabajo respiratorio total es aquel que es
realizado por el paciente intubado y conectado a
un ventilador mecánico que respira espontáneamente. Incluye el trabajo fisiológico (trabajo elástico y de resistencia al flujo) y el trabajo impuesto
(trabajo realizado por el paciente para respirar espontáneamente a través del tubo endotraqueal, el
circuito respiratorio del ventilador y el sistema de
flujo según la demanda del paciente (medición indirecta de la presión intrapleural más el volumen).
Factores que influyen en el trabajo de la
respiración para pacientes ventilados
Los factores que influyen en el trabajo respiratorio se deben al trabajo impuesto por la respiración (Tabla 3), el trabajo fisiológico impuesto por
Tabla 2. Resumen de los parámetros a ajustar en los modos de ventilación mecánica.
VARIABLES
VCV
VCP
SIMV
PS
CPAP
BIPAP
APRV
FIO2
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Vol. tidal
Si
No
Si
No
No
No
No
Frec. resp.
Si
Si
Si
No
No
No
No
Relación I:E
Si
Si
Si
No
No
No
No
Flujo inspiratorio
Si
Si
Si
No
No
No
No
PEEP
Si
Si
Opcional
Opcional
Si
Si
Si
Trigger
Si
Si
Si
Si
Si
Si
No
Objetivo
Opcional
Opcional
Opcional
Presión
Presión
Presión
Presión
Ciclado
Volumen
Volumen
Flujo
Tiempo
Flujo
Flujo
Opcional
VCV= ventilación controlada por volumen.
VCP= ventilación controlada por presión.
SIMV =ventilación mandataria intermitente sincroniza.
PS= presión de soporte.
CPAP= respiración espontánea con presión positiva continua en la vía aérea.
BIPAP= presión positiva bifásica en la vía aérea.
APRV= ventilación por liberación de presión de vía aérea.
la enfermedad que aumenta el trabajo respiratorio (este componente de trabajo se reduce por la
aplicación apropiada de PEEP o CPAP) y la carga
de trabajo fisiológico normal.
El destete de la ventilación mecánica
El destete implica la transferencia de la función
de respiración desde el ventilador al paciente.
Puede ser visto como una continuación del proceso de minimizar el trabajo impuesto por el circuito de respiración y el trabajo impuesto por la
patología pulmonar (38).
Consideraciones de destete (38):
• Limitando el trabajo respiratorio impuesto.
• Evaluación de la función del centro respiratorio.
• La evaluación de la función de los nervios y la
unión neuromuscular.
• Evaluación de las cargas impuestas por la
pared del tórax y el abdomen (por ejemplo,
segmento falla, esternotomía, distensión abdominal).
• La evaluación de la fuerza muscular respiratoria y los nervios.
Es un periodo de transición entre la ventilación
mecánica y la ventilación espontánea, cuya finalidad es retirar el tubo endotraqueal. Las últimas
tendencias procuran reducir al mínimo la duración de la ventilación mecánica ya que disminuye
el riesgo de neumonía y la estancia hospitalaria.
No obstante, se deben cumplir algunos criterios
Tabla 3. Resumen de los factores y respuesta del trabajo impuesto por la respiración.
Factor
Respuesta
Inicio del flujo de gas
• Sensibilidad y capacidad de respuesta
• Circuito de flujo continuo
• Flujo de activación
• Medición de la presión proximal
La resistencia del circuito (incluyendo tubo endotraqueal)
• Valoración de la presión soporte
• El uso de un tamaño adecuado de tubo endotraqueal
Pobre sincronía ventilador - paciente
• La titulación de flujo
• Ventilación soportada por presión
• Ventilación controlada por presión
Bases de ventilación mecánica
Ortiz y cols
37
antes de considerar este procedimiento: resolver
la patología que lo llevó a la falla respiratoria;
que el paciente respire espontáneamente con
poco o ningún soporte de ventilador durante al menos 30 minutos y que no presente las
siguientes características que se exponen en la
tabla 4. Además, antes de la extracción del tubo
endotraqueal, debe evaluarse la capacidad de
proteger la vía respiratoria una vez que se retira
el tubo, la cantidad de secreciones de las vías
respiratorias, la fuerza de la tos y el compromiso
mental.
Hay varias pruebas descritas para predecir un
adecuados destete ventilatorio. Existe una relación entre la proporción de la tasa respiratoria (expresada en respiraciones por minuto)
y el volumen corriente (expresado en litros) de
105 respiraciones por minuto por litro o menos
durante una prueba de un minuto con el uso
de una pieza en T, identificando los pacientes
que tendrán éxito en el destete (valor predictivo positivo de 78%, valor predictivo negativo de
95%). Sin embargo, la mayoría de los expertos
coinciden en que la mejor manera de determinar si los pacientes están dispuestos a respirar
por su cuenta, es realizar una prueba de respiración espontánea una vez que han cumplido
con los criterios de preparación descritos previamente (40). Una transición difícil implica un
máximo de tres ensayos de respiración espontánea pero menos de siete días entre el primer
ensayo fracasado y la interrupción exitosa de la
ventilación mecánica. Una transición prolongada se define como al menos tres ensayos de
respiración espontánea sin éxito o siete días o
más de la ventilación mecánica después de la
prueba sin éxito inicial. La mortalidad global se
Tabla 4. Características requeridas para un adecuado
destete ventilatorio (39).
Frecuencia respiratoria de más de 35 respiraciones por minuto
durante más de 5 minutos.
Saturación de oxígeno inferior al 90%.
Frecuencia cardíaca de más de 140 latidos por minuto o un cambio sostenido en la frecuencia cardíaca de 20%.
Presión arterial sistólica de más de 180 mm Hg o inferior a 90 mm Hg.
Aumento de la ansiedad o diaforesis.
38
Acta Colombiana de Cuidado Intensivo
Volumen 13 Suplemento 2
incrementa entre los pacientes que tienen una
transición prolongada a la respiración espontánea, en comparación con los pacientes con una
transición simple o difícil. A pesar de que 10%
a 20% de los pacientes que reciben ventilación
mecánica requiere un prolongado proceso de
interrupción, se carece de datos para guiar este
proceso (41).
Aproximadamente 15% de los pacientes en
quienes se interrumpe la ventilación mecánica
requiere reintubación dentro de las 48 horas
siguientes. Las tasas de fracaso de extubación
varían considerablemente (5% al 8% en las unidades de cuidados intensivos quirúrgicos y 17%
en UCI médica o neurológica). Los pacientes
que requieren reintubación tienen mayor riesgo
de muerte y estancia hospitalaria prolongada,
por lo cual es indispensable conocer las estrategias para prevenir la necesidad de ventilación
mecánica (Tabla 5) y los factores de riesgo de
extubacion sin éxito (Tabla 6) (42).
Evaluación del destete (43)
Existen varios métodos para evaluar el destete
(Tabla 7); se debe utilizar el más adecuado para
el paciente. En la tabla 7 se describen algunos.
Tabla 5. Estrategias para prevenir la necesidad de
ventilación mecánica y reducir su duración (39).
Medidas basadas en la evidencia para reducir la necesidad de
ventilación mecánica
• Terapia temprana dirigida por metas en el tratamiento inicial de
la sepsis
• Uso de ventilación no invasiva en pacientes seleccionados con
una exacerbación aguda de la enfermedad pulmonar obstructiva
crónica o edema pulmonar cardiogénico agudo.
Manejo del ventilador para reducir la duración de la ventilación
mecánica
• Uso de pequeños volúmenes corrientes (6 mL/kg de peso
corporal ideal) en pacientes con SDRA. • Interrupción diaria de la
infusión sedante.
• Interrupción de la infusión sedante antes de respiración espontánea. • Terapia física y ocupacional tempranas.
• No uso de sedantes en quienes reciben ventilación mecánica. •
Estrategia conservadora del manejo de líquidos en pacientes con
SDRA.
• Estrategias para reducir la neumonía asociada a ventilación mecánica
SDRA: síndrome de distrés respiratorio agudo.
Tabla 6. Factores de riesgo de interrupción sin éxito de la
ventilación mecánica (39).
Falta de dos o más pruebas de respiración espontánea consecutivas.
Insuficiencia cardíaca crónica.
Presión parcial de dióxido de carbono arterial > 45 mm Hg después
de la extubación.
Más de una enfermedad coexistente que no sea insuficiencia cardíaca
Tos débil.
Estridor en la vía aérea superior en la extubación.
Edad ≥ 65 años.
APACHE II> 12 en el día de la extubación.
Paciente de UCI médica, pediátrica o multiespecialidad.
Neumonía como causa de insuficiencia respiratoria.
Tabla 7. Resumen de evaluación del destete.
Consideración
Método de evaluación
Conductividad ventilatoria
P 100 (p.1)
Fuerza muscular
Presión inspiratoria negativa
Resistencia
Frecuencia respiratoria
Fatiga
Evaluación del patrón ventilatorio
• Asíncrono
• Paradoja
Impulso respiratorio (P0.1 o P100)
El P 0.1 es la presión más negativa que el paciente puede generar en contra de un sistema
cerrado, durante los primeros cien milisegundos
de un esfuerzo espontáneo. La P 100 puede medirse a través del circuito ventilatorio por medio
de un balón esofágico. Se ha demostrado que la
presión de oclusión de la vía aérea se correlaciona con la actividad del nervio frénico y se considera como una medida del impulso respiratorio
central. El valor P 100 es indicativo de la cantidad de actividad neural que está impulsando
el movimiento del diafragma (impulso del centro respiratorio). El rango normal es de 2-4 cm
H2O, y un P 100 <6 cm H2O es un indicador de
preparación para el destete. Es importante darse
cuenta de que la P 100 se afecta por el nivel de
asistencia del paciente. Un paciente puede tener
una unidad respiratoria adecuada, pero un bajo
P 100, debido a los altos niveles de la asistencia
del respirador, por ejemplo demasiada presión.
Controversialmente, la P 100 también podría ser
alta debido a una inadecuada cantidad de soporte del ventilador o un alto componente resistivo,
como la oclusión del tubo (44).
Presión inspiratoria máxima (PIM) y presión
inspiratoria negativa (NIP)
La presión inspiratoria máxima es el cambio de
presión medido por un balón esofágico cuando la vía aérea se obstruye durante varias respiraciones. Con la cooperación del paciente se
puede realizar esta maniobra en un corto período de tiempo; sin embargo, muchos pacientes requieren períodos tiempo de oclusión más
largos para que el impulso neural aumente y se
produzca un esfuerzo máximo. La presión inspiratoria máxima es el reflejo de la fuerza del
diafragma y también se puede utilizar para medir la resistencia de los músculos respiratorios,
cuando se hacen mediciones en serie. La presión inspiratoria máxima difiere ligeramente de
la presión inspiratoria negativa, en que se mide
en la boca, pero también refleja o mide fuerza diafragmática. El rango normal de la presión
inspiratoria máxima es de -30 cm H2O a -140
cm H20 (45).
Los pacientes pueden ser clasificados según la
dificultad y duración del evento en destete y extubación en el primer intento sin complicaciones
(destete simple); en destete difícil, si requieren
hasta tres intentos de extubación o siete días para el proceso, y destete prolongado cuando requieren por lo menos tres intentos o más de siete
días para el destete (46).
Delta de presión esofágica
Este valor se mide como la desviación total o la
deflexión negativa en el trazo de presión esofágica durante una inspiración forzada máxima.
Es una medida de la presión generada por el
paciente al distender el pulmón, aunque se ha
descrito en la literatura como un parámetro de
resistencia que también tiene otras implicaciones debido al trabajo que debe realizar en cada
respiración. El rango normal es de 5-10 cm H20
y un delta de presión <15 cm H20 es una indicación para inicio del destete. Esta medición,
Bases de ventilación mecánica
Ortiz y cols
39
como la P 100, también debe evaluarse en relación con el nivel de asistencia que el paciente
recibe del ventilador (47).
Sincronía del ventilador-paciente
La asincronía entre los esfuerzos espontáneos y
las respiraciones suministradas por la máquina,
se refiere a menudo a la lucha contra el ventilador. Debido a que el aumento de los esfuerzos
inspiratorios suele ir seguido de espiración activa, las discrepancias entre la máquina y el tiempo inspiratorio del paciente pueden hacer que la
presión aérea pico aumente y se active la alarma
de alta presión. El modo ventilatorio apropiado o
la selección inadecuada de los ajustes del ventilador, puede contribuir al desarrollo de la asincronía entre el ventilador y el paciente. La disincronía
puede llevar a acidosis respiratoria y metabólica,
debido a actividad motora innecesaria y deterioro en el intercambio gaseoso, función cardiaca
comprometida debido a un exceso de presión
intratorácica y a una fase de destete prolongada
por la necesidad de sedación (48).
Como se mencionó anteriormente, los retrasos
excesivos de tiempo entre los esfuerzos iniciales
del paciente para iniciar una respiración y la entrega de flujo de gas, pueden imponer un trabajo
respiratorio significativo. Si bien esto puede ser
disminuido con el uso de la activación por flujo,
el potencial de disincronía ventilador-paciente,
puede ocurrir debido a una selección inadecuada
de flujo, volumen o ajustes de temporización en
el ventilador (48).
Nuevos modos ventilatorios
Los avances tecnológicos y el control computarizado de ventiladores mecánicos han hecho
posible suministrar nuevos modos de asistencia
ventilatoria (49). La constante innovación ha sido
el sello distintivo de la evolución de la ventilación
mecánica. Los ventiladores se han hecho más
seguros, más fáciles de usar y más precisos en
el seguimiento del paciente (49). En los últimos
treinta años se ha observado un aumento dramático en el número y la complejidad de los nuevos
modos de ventilación (50, 51), cuyo impulso ha
sido el deseo de mejorar la seguridad, la eficiencia
40
Acta Colombiana de Cuidado Intensivo
Volumen 13 Suplemento 2
y la sincronía de la interacción paciente ventilador (52). La informática ha desempeñado un
papel importante en la evolución del ventilador
mecánico, así la tecnología de microprocesador
ha revolucionado la interacción entre paciente
y ventilador, permitiendo modos de ventilación
avanzados (53). Un ventilador debe poseer un
circuito de control para manipular la presión,
el volumen y el flujo (53). El circuito de control
mide y dirige las entregas del ventilador. Existen
diferentes formas para manipular las variables
de control durante la ventilación mecánica, entre éstas dos categorías básicas son el control de
asa abierta (Open-Loop Control) y el control de
asa cerrada (Closed Loop Control) (54, 55). En el
primero la salida del gas se controla mediante la
entrada determinada por el operador y las alteraciones en el medio; las salidas de gases no se miden y por lo tanto no se usan para hacer ajustes
correctivos (56, 57). Su debilidad está en que no
puede hacer frente a perturbaciones en el sistema (9). Aunque el operador puede ajustar la presión de entrada de la conducción, la presión y el
flujo suministrado al paciente eran muy variables
y dependían del cambio de impedancia del sistema respiratorio (52, 54). El término control de
asa cerrada se refiere a la utilización de una señal
de realimentación para ajustar la salida del sistema; los ventiladores utilizan dicho control para
mantener constantes la presión y las formas de
onda de flujo para afrontar las condiciones cambiantes del sistema del paciente (50, 55). Estos
sistemas de control están diseñados para servir a
los tres objetivos principales de la ventilación mecánica: seguridad, comodidad y retiro de la misma (51). En la actualidad los modos ventilatorios
utilizados funcionan con circuitos cerrados (58).
Gracias a los avances tecnológicos en informática
y en el campo de la inteligencia artificial, se han
desarrollado “modos inteligentes” con circuitos
cerrados complejos (54).
A pesar de los recientes avances en el conocimiento sobre la fisiopatología de ALI/SDRA el pilar del tratamiento depende en gran medida del
apoyo de la ventilación mecánica (59). La reducción de la mortalidad por efecto de la estrategia
de protección pulmonar utilizando la ventilación
con volúmenes corrientes bajos, es uno de los
mayores avances en su utilización (60). Hoy existe interés creciente en el uso de modos nuevos
de ventilación mecánica que cumplan los principios de ventilación mecánica protectora (59,
61). El interés en estas estrategias se ha centrado
principalmente en dos situaciones: a) ALI/SDRA
temprano, como un mejor modo de ventilación
pulmonar que la ventilación convencional. (b)
En situaciones de rescate cuando la ventilación
convencional ya no es suficiente para oxigenar o
ventilar al paciente adecuadamente (59, 62).
Estos modos “alternativos” de ventilación mecánica fueron desarrollados para mejorar la sincronización entre la demanda de la ventilación del
paciente y la respuesta del ventilador. En la mayoría, son modificaciones de los modos “tradicionales” que aprovechan el microprocesador del
respirador para adaptar la asistencia a objetivos
específicos (63).
En resumen, el direccionamiento de las nuevas
innovaciones en ventilación mecánica está orientado a evitar la lesión pulmonar inducida por la
ventilación, mejorar la comodidad del paciente
y liberarlo de la ventilación mecánica tan pronto
como sea posible (64). En busca de dar cobertura
a dichas situaciones se han desarrollado modos
ventilatorios alternos a los modos tradicionales;
dichos modos se revisarán de manera breve en
los siguientes párrafos.
Control de presión adaptativa - APC
Acerca de la ventilación de control de presión una
de sus limitantes es que no se puede garantizar
un mínimo de ventilación minuto de cara a los
cambios en la mecánica pulmonar o el esfuerzo
del paciente, o ambos (64, 65). En 1991 el ventilador Servo Siemens 300 introdujo control de volumen regulado por presión, una modalidad que
suministra respiraciones controladas por presión
con un volumen corriente objetivo y que es conocido como control de presión adaptativa (APC)
(65). Una máquina en el modo de control de
presión adaptativa, regula la presión inspiratoria
para entregar el conjunto mínimo volumen corriente objetivo. Si el volumen corriente aumenta,
la máquina disminuye la presión de inspiración,
y si el volumen corriente disminuye, la máquina
aumenta la presión inspiratoria (65, 66). Este
modo puede no ser ideal para quienes tienen un
impulso respiratorio aumentado (por ejemplo, en
la acidosis metabólica severa), ya que la presión
inspiratoria disminuirá para mantener el volumen
corriente objetivo cambiando de forma el esfuerzo respiratorio del paciente (62, 66, 67).
Ventilación de soporte adaptativo
Fue descrita por primera vez en 1994 por Laubscher y sus colegas; es un método de circuito
cerrado controlado por un microprocesador automático con ajuste de la ventilación mecánica
respiración a respiración (68). En este modo la
mecánica ventilatoria dicta qué ajustes de la frecuencia respiratoria y de la presión inspiratoria
deben realizarse para logara un adecuado volumen minuto. La ventilación de soporte adaptativa
permite iniciar el destete y luego reducir progresivamente los niveles de soporte de presión hasta
que el paciente respire de manera espontánea,
mientras se monitoriza continuamente la respiración y si es necesario una vez más aumentar
el nivel de presión de soporte (69). La ventilación de soporte adaptativa está pensada como
un único modo de ventilación, de apoyo inicial
hasta el destete. Teóricamente ofrece una selección automática de los parámetros del ventilador,
adaptación automática a los cambios en la mecánica pulmonar del paciente, menos necesidad de
manipulación humana de la máquina, mejora de
sincronía y destete automáticos (69-71).
Presión positiva de la vía aérea bi-nivel
En 1989, Baum y colaboradores describieron la
ventilación con presión de aire positiva bifásica
como el modo en el que la ventilación espontánea
se podría lograr en cualquier punto en el ciclo de
ventilación mecánica de inspiración o expiración
(72, 73). El objetivo es permitir la respiración espontánea sin limitaciones para reducir la sedación
y promover el destete. En este tipo de ventilación
mecánica se ajustan dos tipos de presiones definidas: una espiratoria o EPAP y una inspiratoria o
IPAP; éstas son definidas por el ventilador y entre
ellas se presentan respiraciones espontáneas que
se ciclan por flujo desacelerante (71, 73).
Bases de ventilación mecánica
Ortiz y cols
41
Ventilación de liberación de presión de la
vía aérea-APRV
La ventilación de liberación de presión de la vía
aérea y presión positiva de la vía aérea binivel son
dos modos de ventilación mecánica que permiten una respiración espontánea independiente
del ciclo del ventilador, utilizando una válvula
espiratoria activa (74, 75). El sistema hace que
el paciente respire espontáneamente sólo en el
nivel superior de presión; la presión se libera por
periodos cortos (69) y la ventilación se produce
a través de un ciclo de conmutación entre dos
niveles de presión ajustados. En ausencia de respiración espontánea, este modo es similar a la
ventilación convencional limitada por presión y
ciclada por tiempo (76). En otras palabras, esta es una respiración de presión controlada, con
tiempo inspiratorio prolongado y tiempo espiratorio corto en el que es posible la ventilación
espontánea en cualquier punto (64). Este modo
de ventilación ha sido comparado con el modo
asistido controlado en 2010, donde se concluye
que el modo ventilación de liberación de presión
de la vía aérea/presión positiva de la vía aérea binivel, se utiliza ampliamente para múltiples causas de insuficiencia respiratoria; sin embargo no
se pudo demostrar una mejoría en los resultados
con la ventilación de liberación de presión la vía
aérea/presión positiva de la vía aérea binivel, en
comparación con la ventilación asistida controlada (71, 77).
Ventilación de alta frecuencia oscilatoria VAFO
Este modo fue inicialmente descrito y patentado
por Emerson en 1952 y luego su desarrollo clínico fue realizado por Lunkenheimer al inicio de los
años 70 (78). El mérito de este modo ventilatorio
es que disminuye la lesión pulmonar, hecho que
lo hace útil en pacientes con SDRA. La FDA aprobó su uso en niños en 1991. La ventilación de alta
frecuencia oscilatoria es una forma de ventilación
obligatoria intermitente controlada por presión
con un esquema de control del punto de ajuste;
superpone respiraciones obligatorias muy pequeñas (oscilaciones) en el punto superior de respiraciones espontáneas. Requiere un ventilador
42
Acta Colombiana de Cuidado Intensivo
Volumen 13 Suplemento 2
especial que suministra un flujo constante mientras que una válvula crea una resistencia para
mantener la presión de las vías respiratorias en la
parte superior de una bomba de pistón que oscila
a frecuencias de 3 a 15 Hz (160-900 respiraciones/minuto) (64, 71, 79). Esto crea una presión
constante de las vías respiratorias con pequeñas
oscilaciones; el intensivista puede observar a la
cabecera del paciente el “meneo del pecho” para evaluar los ajustes de amplitud apropiadas. La
ventilación de alta frecuencia oscilatoria puede
suministrar una alta presión media de la vía aérea
con un volumen corriente más bajo de cualquier
modo ventilatorio, al menos en teoría, lo que lo
hace de ésta un modo ideal para una estrategia
ventilatoria protectora (64, 79). En dos estudios
recientes, OSCAR y OSCILLATE el uso de ventilación de alta frecuencia oscilatoria no tuvo ningún
efecto significativo sobre la mortalidad a treinta
días ni redujo la mortalidad intrahospitalaria en
pacientes sometidos a ventilación mecánica por
SDRA (80, 81).
Ventilación con asistencia proporcional PAV
Este modo de ventilación fue descrito sólo unos
pocos años después del debut de la presión de
soporte. Está disponible en una amplia variedad
de ventiladores (54). A diferencia de la ventilación presión soporte, la presión suministrada a
un paciente con ventilación con asistencia proporcional no es constante y puede variar en cada
ciclo (82). Durante la ventilación con asistencia
proporcional, la presión de las vías respiratorias
es proporcional al esfuerzo del paciente y se amplifica de acuerdo con la mecánica respiratoria
del mismo (compliance pulmonar y la resistencia
de las vías) y el nivel deseado de asistencia (0100% asistencia para los músculos respiratorios)
(54). Tiene la ventaja de una adaptación a la demanda ventilatoria, y puede, en teoría, adaptarse
automáticamente a los cambios de carga ventilatoria del pacientes (54). Algunos estudios han demostrado beneficios en términos de comodidad
para el paciente y mayor variabilidad que permite
una respiración más fisiológica cuando se compara con presión soporte (83). La principal desventaja de este modo es su relativa complejidad;
los ajustes requieren conocer la compliance y la
resistencia del paciente (54). Además, la mecánica ventilatoria presenta cambios a través del
día, lo que requiere mediciones periódicas para
realizar los mejores ajustes constantes (70). Dos
estudios aleatorios compararon ventilación con
asistencia proporcional y soporte de presión y no
encontraron diferencias, en particular en cuanto a la duración de la ventilación mecánica, la
duración de la estancia en cuidados intensivos,
o la mortalidad; sin embargo fueron realizados
en ventilación mecánica no invasiva (84, 85). En
un pequeño grupo de pacientes difíciles de retirar de ventilación mecánica, la ventilación con
asistencia proporcional mostró mejor interacción respirador - paciente en comparación con
la ventilación con soporte de presión, y redujo
significativamente la incidencia de la asincronía
final (86). En un estudio en 208 pacientes críticos
aleatorios para soporte de presión y ventilación
con asistencia proporcional, la tasa de fracaso
de ventilación mecánica definida como cambio
a ventilación mecánica controlada, fue dos veces
mayor en el grupo soporte de presión (22%) en
comparación con el grupo ventilación con asistencia proporcional (11%) (87).
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