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IMPLICACIONES DE LOS CIRCUITOS EN LA VENTILACIÓN
PEDIÁTRICA y NEONATAL
D. Carlos Valderrábano.
1 – COMPROBACIÓN
CIRCUITOS
DE LA ESTANQUEIDAD Y LA COMPLIANCIA DE DIFERENTES
2 - MORFOLOGÍA DE LAS CURVAS Y BUCLES DE PRESIÓN, FLUJO Y VOLUMEN
-Fase inspiratoria activa y pasiva (flujo y pausa)
-Fase espiratoria
-Bajas Resistencias / Alta Compliancia
- Altas
“
/ Baja
“
3 - RESISTENCIAS GENERADAS POR LOS TUBOS ENDOTRAQUEALES Y SU INFLUENCIA
EN LOS VALORES TOTALES
-Relación de las Resistencias con el Flujo Inspiratorio
-Formas de comprobación “in vivo”
4 – RESISTENCIAS GENERADAS POR ELEMENTOS INTERCALADOS EN EL CIRCUITO:
FILTROS/HUMIDIFICADORES
-Comprobación de efectos
-Tratamiento
5 – COMO VENCER LAS RESISTENCIAS EN MODO MANUAL Y CONTROLADO Y SUS
EFECTOS EN LOS CIRCUITOS
-Medición de presiones con circuitos Mappleson
-Comprobación del efecto “espacio muerto” producido por el circuito
6 – VISUALIZACIÓN DE LAS FUGAS Y SU TRATAMIENTO EN LOS DIFERENTES MODOS:
MANUAL, VCV, PCV Y FLUJO CONTINUO.
7 – IMPLICACIONES DE LA CAL SODADA EN LOS CAMBIOS DE GASES Y CONSTANTE DE
TIEMPO
-Absorción de AA (Inducción o cambio intraquirúrgico)
-Liberación de AA (Educción
“
“
-Tiempos de respuesta según el circuito empleado.
)
COMPROBACIÓN
DE
LA
ESTANQUEIDAD DEL CIRCUITO Y LA
COMPLIANCIA
DEL
CIRCUITO
EXTERNO (TUBULADURAS)
Antes
de
comenzar
cualquier
explicación o verificar alguno de los puntos que
en este taller se van a practicar, al igual que se
procedería en la práctica clínica se debe tener la
seguridad de que no existen elementos no
controlados, como son las fugas en los circuitos
y sus conexiones, así como la capacidad de
dilatación de los circuitos y su relación con el
volumen que restará al objetivo de la ventilación
del paciente (también estará el resultado
influenciado por el volumen del mismo).
Todas las máquinas de anestesia
actuales disponen de la posibilidad de realizar
pruebas o chequeos de fugas de manera
automática, con la valoración de la cantidad que
se liberaría si durase la insuflación 1 minuto a la
presión establecida en el proceso automático.
Aunque esta prueba es válida, no podemos
olvidar
hacer la comprobación de forma
manual, que sin lugar a dudas proporciona un
mayor control sobre las situaciones en cuanto su
aceptabilidad o no. Pero si la prueba de fugas es
necesaria para poder aislar causas cuando se
necesitan encontrar las soluciones a los
problemas (la prueba de fugas no asegura, no
obstante, que las fugas no aparezcan durante la
intervención, que suele ser lo más probable),
donde la comprobación personal debe ser una
premisa, sobre todo en la ventilación neonatal,
es el conocimiento sobre el volumen que aun
siendo leído por el espirómetro o liberado por el
ventilador, no llega hasta el pulmón del paciente
como consecuencia de haberse quedado por el
camino –circuito-; esta es la prueba de la
“Compliancia” de las tubuladuras (el circuito
interno o propio del ventilador también puede
influir, principalmente si está basado en el
concepto de reutilizar los gases espirados y por
lo tanto incorpora depósito de cal sodada y
aumenta
su
volumen
y
elementos
drásticamente), por ser estas tubuladuras de muy
diferentes composiciones, como se verá en la
práctica,
y
con
resultados
altamente
diferenciados de cara a la optimización de la
ventilación neonatal. Los diferentes mecanismos
que en algunas máquinas actuales se utilizan
para compensar las pérdidas de volumen tienen
validez en condiciones de prueba, pero es
conveniente conocer a fondo cual es el sistema
que emplean para realizar su función, por ser tan
diferentes tecnológicamente entre sí como el
resultado final cuando las condiciones se
vuelven problemáticas.
La intención de esta práctica es tomar
consciencia de los elementos que pueden influir
en el resultado de la ventilación, donde los
circuitos, internos y externos, tienen el mayor
peso relativo cuando se piensan en condiciones
poco habituales, como altas presiones o
volúmenes mínimos.
MORFOLOGÍA DE LAS CURVAS
Y BUCLES DE PRESIÓN, FLUJO Y
VOLUMEN
La monitorización ventilatoria a través
de diferentes curvas, basadas en el eje de
tiempos, así como su interrelación (bucles), se
ha hecho habitual en los nuevos ventiladores,
aunque existen grandes diferencias tanto en su
representación, como en la tecnología para
obtener la información. También hay
discrepancias en cuanto a la ubicación de los
diferentes sensores, siendo el enclave más
generalizado para los volúmenes el distal en
rama espiratoria (final del circuito externo o
tubuladura) y el distal en rama inspiratoria para
las presiones.
Los resultados en los volúmenes
pueden variar como consecuencia de la
“ventilación” de los circuitos, aunque también
podemos encontrar sorpresas como ser mayores
en boca que en posición distal, donde recogerían
los correspondientes a la despresurización del
circuito y se sumarían a los espirados por el
paciente, por el efecto de la temperatura y
humedad en posición proximal, sin olvidar el
error propio a la tecnología aplicada y el grado
de conservación/calibración en la que se
encuentre dicho sensor.
Para el valor de las presiones y su
curva correspondiente hay menos influencia por
la posición, y responde más a objetivos de
comodidad/seguridad su ubicación. En cualquier
caso no se puede olvidar que son presiones en el
circuito del ventilador, que no en el pulmón del
paciente, pudiendo ser las diferencias notables,
principalmente en las presiones pico o máximas.
Las curvas de flujos y volúmenes son
elaboradas a partir de las señales del
espirómetro y tienen un gran valor de
monitorización y diagnóstico sobre las
circunstancias que rodean el proceso de la
ventilación,
así
como
complemento
imprescindible para interpretar correctamente la
curva de presión. Su presentación en pantalla y
su utilización para extraer parámetros de
diversa índoles, como estado pulmonar,
integración con curvas de CO2, etc,, dependen
de la tecnología aplicada en el espirómetro y su
fiabilidad y tratamiento.
Hay que diferenciar claramente las
diversas fases de las curvas, y relacionar las
causas que originan sus inflexiones. Por esta
razón se puede observar el ascenso de la presión
desde su punto basal, correspondiente a la
entrega del flujo inspiratorio, y como
dependiendo del valor de éste, la rampa
ascendente cambia su inclinación y su punto
máximo o presión pico, generalmente en
relación a las Resistencias generadas por el
propio tubo endotraqueal, sin despreciar y
analizar las causas posibles por obstrucciones
del árbol bronquial del paciente (existen
inflexiones en esa fase ascendente muy
interesantes de estudiar, p. ej: el cambio de
ascenso vertical a progresión inclinada y que se
podría interpretar como el punto donde se
vencen las Resistencias de las vías respiratorias
y comienza la llegada de gases a zonas de
mayor dificultad ventilatoria, estableciendo un
valor posible de PEEP de igual valor, también
llamada por algunos autores “Peep óptima”). La
fase inspiratoria final, si el ventilador lo permite
o hubiera sido seleccionada, de meseta, pausa o
plató, representa la permanencia del volumen
entregado por el ventilador en el sistema
respiratorio, circuito del ventilador incluido, por
lo que marca el valor de presión más
equiparable al intrapulmonar, pudiendo también
ser de aplicación para conseguir una mejor
distribución gaseosa en zonas
de mayor
dificultad; su extensión puede y debe ser de
selección voluntaria, ya sea directa o
indirectamente, y es fácil comprobar sus efectos
si disponemos
de la curva de flujo
simultáneamente, puesto que en ella se apreciará
el valor de flujo 0, si el equipo/circuito reúne las
características adecuadas para este fin. La
monitorización precisa desde el punto de
máxima presión hasta la pausa es necesaria para
comprobar diversos aspectos de importante
significado: comportamiento del circuito interno
y externo del ventilador, irrupción del Flujo de
Gas Fresco si lo hubiera, determinación de las
Resistencias inspiratorias, condiciones de las
vías respiratorias, etc..
El cambio a la fase espiratoria resulta
muy evidente por la caída hacia la presión basal,
aunque es importante recalcar que es en esta
fase donde la curva de presión suministra menos
información del paciente, por tomarse en el
circuito y reflejar su despresurización rápida,
que no la pulmonar. Es en esta fase donde la
curva de volúmenes, si el espirómetro tiene un
correcto funcionamiento, suministra mayor
información, ya que puede observarse el
vaciado pulmonar con el tiempo que utiliza; si
se visualiza la curva de flujo simultáneamente,
se facilita el diagnóstico sobre posibles eventos:
condiciones fisiopatológicas del pulmón, auto
Peep, etc, así como ayuda a escoger la terapia
más adecuada, p. ej.: patrón ventilatorio
(frecuencia respiratoria, volumen, I/E, flujo
inspiratorio), administración de fármacos.
A través de la curva de presión se
podrán ver, de forma instantánea, cambios que
requieran acciones, como aumento/disminución
de Resistencias y/o Compliancia, obstrucciones
en el circuito, fugas, pérdida de relajación, mal
funcionamiento del ventilador, volúmenes
irregulares, etc., tomando en la ventilación
mecánica el protagonismo que tiene el ECG en
la hemodinámica.
RESISTENCIAS
GENERADAS
POR LOS TUBOS ENDOTRAQUEALES Y
SU INFLUENCIA EN LOS VALORES
TOTALES
El conocimiento de las resistencias
originadas por el Tubo endotraqueal, unido a la
implicación
del
circuito
en
el
acondicionamiento del flujo inspiratorio
enviado por el ventilador, como consecuencia
de la selección voluntaria del usuario o como
adecuación del mismo al ajuste de otros
parámetros, puede ser de utilidad para valorar
las Resistencias totales y considerar los
componentes atribuibles al sistema respiratorio
del paciente, con el objetivo de instaurar las
medidas oportunas en caso de interés.
Hay que tener en cuenta que el efecto
de las tubuladuras, y en mayor medida el tipo de
circuito interno del equipo utilizado, puede
hacer variar drásticamente los valores de
referencia, ya que tienen el efecto de
“amortigador” del flujo, por lo que esta prueba
deberá realizarse con cada equipo en uso, no
siendo válidos los datos obtenidos de un equipo
a otro, máxime cuando se trate de ventiladores
con sistemas circulares por las diferentes
características de estos componentes. Así
mismo pueden encontrarse valores distintos a
los publicados por diferentes autores, lo que
confirma la diferencia obtenida según el equipo
utilizado. A mayor “amortiguador”, mayor
carga de Resistencias serán necesarias para
verificar un cambio en la evolución del
paciente.
Para valorar las Resistencias, o
establecer criterios comparativos, conviene
considerar que los valores aplicados, según la
fórmula, siempre corresponden a flujos teóricos
de 60 l.m. (R = Presión/Flujo. donde P es la
diferencia entre P. Máx. y P. Pl., y el Flujo es el
valor relativo a 1 l.s., p. ej. R = 10/0`5, cuando
el flujo fuese de 30 l.m., lo que daría el valor de
20 cm. H2O), y este resultado puede ser
engañoso puesto que la progresión no responde
a una proporción directa, sino más bien a una
exponencial creciente: TE de 3`5 mm, a 10 l. =
8 cm., a 20 l. = 25 cm., a 30 l. = 55 cm., y a 60 l.
no es posible comprobarlo por no tener margen
de lectura los ventiladores al alcanzar la máxima
presión de seguridad permitida, mientras que si
fuera proporcional, desde el valor de 10 l., sería
de 48 cm. H2O. Teniendo esta consideración, se
puede entender mejor algunos valores de
Presiones o Resistencias generadas en
publicaciones y difícilmente reproducibles,
además de valorar adecuadamente las
situaciones puntuales que aparezcan durante el
proceso de la ventilación.
RESISTENCIAS
GENERADAS
POR ELEMENTOS INTERCALADOS EN
EL
CIRCUITO:
FILTROS/
HUMIDIFICADORES
En la ventilación mecánica existe un
efecto indeseable originado por la fuente de
suministro de gases, que es la temperatura y
mínima humedad de los gases inspirados, de
mayor trascendencia en los “peques”, y que se
puede intentar paliar con el uso de “narices
artificiales”, a veces también con propiedades
de filtro antibacterias. También son utilizadas
otras soluciones, como humidificadores activos
y los circuitos circulares con cánister de cal
sodada; en ambos casos su uso suele ser
simultáneo con filtros, por lo que los efectos de
Resistencias y Espacios Muertos se mantienen,
aumentando el efecto de la Compliancia del
circuito externo del ventilador, lo que conlleva
un volumen atrapado en consonancia al
aumento.
Dependiendo
del
tipo
de
filtro/humidificador empleado, es posible ver
efectos diferentes en el tiempo
y sus
consecuencias, pero en términos generales se
podría decir que la saturación de H2O se acaba
produciendo en un espacio de tiempo menor que
la duración de intervenciones largas, > 3 horas,
siendo la consecuencia un aumento significativo
de las Resistencias al flujo inspiratorio o
enviado por el ventilador. Los efectos no tienen
implicación en el sistema respiratorio del
paciente, pero sí en el comportamiento del
circuito, dependiendo de su composición, a
través de las presiones necesarias para vencer
esa impedancia, y esto supone una disminución
del volumen ventilatorio real, ya sea como
mayor volumen atrapado por el circuito, modos
volumétricos, o menor volumen entregado por
el ventilador en modo presiométrico.
Al disminuir el volumen ventilado al
paciente, existe una acumulación de CO2, que
altera el comportamiento hemodinámico, y que
no suele verse correlacionada con el EtCO2,
principalmente si la ubicación de la toma de
muestreo se efectúa en los conectores que los
fabricantes de estos dispositivos incluyen en los
mismos, puesto que existe una mayor dilución
con gases frescos y un mayor volumen de
espacio muerto mecánico. También puede
conllevar, cuando la disminución es notable,
una caída en la SpO2, que es mostrada
rápidamente por el monitor correspondiente.
El tratamiento para este efecto es la
retirada o cambio inmediato del dispositivo (es
recomendable hacer un protocolo de acción
previa), siempre que no se pueda combatir los
efectos modificando el patrón ventilatorio, o
cuando como consecuencia de los cambios se
produzcan valores en la monitorización
ventilatoria de difícil asunción.
COMO
VENCER
LAS
RESISTENCIAS EN MODO MANUAL Y
SUS EFECTOS EN LOS CIRCUITOS.
La ventilación no espontánea a
neonatos de bajo peso o prematuros, como en
pulmones con patología y procesos quirúrgicos
singulares, se realiza generalmente a mano. Es
sabido que la experiencia es la que dicta lo
mejor en cada momento, y nadie duda de los
beneficios que para el mantenimiento de las
constantes vitales significa el control manual de
la ventilación, y que las sensaciones recibidas a
través de la bolsa, estando ésta situada proximal
al paciente, sin circuito “amortiguador” ni
espacios muertos aumentados, hacen que se
remonten situaciones de estrés o que no lleguen
a producirse; a cambio mantiene en ocupación
permanente al profesional, lo que impide
acometer otras obligaciones.
Para tratar de confiar en la ventilación
mecánica en estos casos, sería imprescindible 2
circunstancias: equipar los elementos (volumen
compresible, gases frescos en la boca, ausencia
de tubuladuras y válvulas, etc.) y equiparar las
presiones que se ejercen con la ventilación
manual, ya que la excursión torácica es reflejo
de las presiones inducidas por la irrupción del
volumen impulsado con la bolsa, lo que
evidentemente producirá efectos diferentes si no
se igualan en la ventilación mecánica. Por esta
razón no sería inútil conocer las presiones
producidas en ventilación manual, lo que resulta
relativamente fácil de monitorizar si se aplican
manómetros de presiones independientes,
intercalados en el punto deseado, y así poder
juzgar en condiciones de igualdad la
conveniencia o no de la ventilación mecánica.
Consideración
aparte
sería
la
composición de los gases inspirados, que en
ventilación manual, con circuitos de Jackson
Rees o de Ayre, siempre serán “frescos”,
mientras que en ventilación mecánica, como
efecto de los sistemas valvulares y volumen de
los elementos intercalados, resulta difícil
producir el mismo efecto.
VISUALIZACIÓN DE LAS FUGAS
Y COMO TRATARLAS
Uno de los mayores inconvenientes
para la ventilación neonatal o pediátrica es el
uso de tubos sin balón, lo que produce mayor
facilidad de fugas, de cuantía variable, que a
veces dificultan o imposibilitan la ventilación
mecánica.
Para tratar de adelantarse
a las
complicaciones es condición necesaria descartar
que las fugas sean consecuencia de una mala
estanqueidad del circuito ajeno al paciente (a
mayor número de elementos, más riesgos), y
mantener una monitorización que nos ayude a
vigilar la situación, con sus correspondientes
alarmas –la alarma sobre el Volumen Corriente
puede ser de gran utilidad-, sobre todo si
pensamos que la aparición de fugas puede ser
por movimientos mínimos del paciente y
angulación del tubo endotraqueal, posible antes
y durante la intervención. Otras condiciones de
seguridad pasan por comparar el volumen que
se envía desde el equipo (los espirómetros en la
rama inspiratoria a pequeños volúmenes suelen
necesitar tecnologías y mantenimientos más
precisos, siendo una alternativa útil el Flujo
Continuo proveniente de los caudalímetros, por
ser consecuencia el volumen inspiratorio de la
selección hecha en los mismos), con el volumen
espirado (más fácil correlacionar las diferencias
en valores minuto, sobre todo si el patrón basal
son los caudalímetros, con mínima o nula
posibilidad de error). También la curva de
presiones sufrirá alteraciones según la cuantía
de la fuga, al ser reflejo instantáneo del volumen
entregado, pero más susceptible de variaciones
ciclo a ciclo por otros fenómenos. Los bucles
presión/volumen o flujo/volumen pueden
resultar muy útiles para volúmenes de pacientes
por encima de 5 kg., pero de dificil
interpretación con volúmenes donde el resultado
final puede ser inferior a 10 ml, al menos con la
tecnología aplicada en los ventiladores de
anestesia, donde hay que considerar los gases
utilizados.
El tratamiento de las fugas va a
depender del modo ventilatorio aplicado y del
equipo utilizado, por lo que no es tarea fácil
generar recomendaciones, sino más bien sugerir
el profundo conocimiento del producto que se
utilice. No obstante, se puede recordar que en
manual se abren los caudalímetros hasta que las
sensaciones producidas por el llenado de la
bolsa sean de nuestro agrado; en ventilación
mecánica se podría hablar de PCV, donde las
fugas serán compensadas automáticamente,
liberando un volumen mayor hasta mantener la
presión seleccionada, siempre que puedan
compensarse con el Flujo de Gas Fresco; en
VCV obligará al usuario
a aumentar el
Volumen seleccionado para compensar las
fugas, mientras que el Flujo Continuo el
tratamiento sería similar al modo manual,
obligando a aumentar los valores de los
caudalímetros hasta que los volúmenes y las
presiones consiguientes fuesen las adecuadas,
con la seguridad, al igual que en manual con
circuito auxiliares, de que todo el gas recibido
por el paciente es “fresco”.
IMPLICACIONES DE LA CAL
SODADA EN LOS CAMBIOS DE GASES
Es bien conocido el efecto de absorción
de halogenados que tiene la cal sodada, y no
solo de estos, así como sus procesos químicos
con consecuencias en la formación de elementos
no deseados, pero lo que resulta más complejo
es poder cuantificarlo, o relacionar ese
fenómeno con el tiempo necesario para alcanzar
los valores gaseosos o situación hipnótica
deseada en el paciente.
En las recomendaciones de uso de las
máquinas de generaciones anteriores, los
circuitos circulares en la actualidad han
cambiado su estética pero mantienen su
estructura, se mencionaban los filtros de carbón
activado para eliminar el Agente Anestésico del
circuito, lo que seguiría siendo necesario ya que
los gases “frescos” provenientes de los
caudalímetros o mezcladores no se aprovechan
al 100%, y aunque estén libres de AA si el
vaporizador permanece cerrado, puede recibir el
paciente una parte de gas espirado con la
concentración pertinente; mientras que en la
actualidad no se menciona esta posibilidad y se
disponen mecanismos para un lavado extra,
como la adición extra de un flujo de O2, de un
valor no seleccionable y que tiene repercusión
en los volúmenes entregados, o bien se pulsa en
O2 de emergencia para obtener los mismos
resultados con parecidas consecuencias de cara
a la interacción con los volúmenes. También en
la fase opuesta: inducción, se advierte que los
valores monitorizados pueden ser inferiores a
los seleccionados dependiendo del estado de
sequedad de la cal sodada (a mayor FGF que se
seleccione en rotámetros o mezclador y que
pase por el depósito de cal, mayor grado de
desecación de la misma y mayores posibilidades
de reacciones no deseadas).
La pregunta puede y debe surgir ante la
incertidumbre de si los valores mostrados en el
monitor responden a las características del
circuito o si son consecuencia del
comportamiento del paciente: metabolismo,
compartimentos
diferenciados
en
su
absorción/liberación, etc., sin descartar posibles
fallos de funcionamiento en los vaporizadores o
de los propios monitores. La posibilidad de
analizar con certidumbre
el origen pasa
ineludiblemente por el proceso de aislamiento
de los diferentes componentes, y en este caso el
uso del circuito abierto representa ventajas
indiscutibles de análisis.
En esta práctica se pretende demostrar
las implicaciones del absorbente de CO2,
cánister con cal sodada, en los efectos
comentados, algo posible de ver gracias a que el
equipo utilizado en el taller puede incorporar o
eliminar voluntariamente el circuito circular del
sistema ventilatorio, sin desconectar al paciente,
ni generar cambios que traten de forma
diferenciada al recorrido de los gases en el
generador de flujo, válvulas y tubuladuras.
CONSTANTE DE TIEMPO
El texto anterior: IMPLICACIONES
DE LA CAL...., está inmerso en un contexto
más amplio de fenómenos gaseosos, al que se
podría denominar “Constante de Tiempo”, y que
de forma simplificada nos vendría a dar cuenta
del tiempo necesario para que en los gases
inspirados se llegara a obtener el porcentaje
deseado: FiO2 y % AA. Para entender los
diferentes elementos que producen valores
dispares entre los variados modelos de
máquinas, se debe considerar: comportamiento
del Flujo de Gas Fresco (% de
aprovechamiento, recorrido y lugar de
acoplamiento al circuito), Volumen del Circuito
Interno y estructura del mismo, Generador de
Volumen o Flujo, Volumen del depósito de la
cal sodada y grado de humedad de la misma y
Volumen/Elasticidad del circuito externo con
elementos intercalados. Naturalmente hay
factores relativos al paciente, como tipo de
ventilación, impedancias y patrón ventilatorio,
así como captación, metabolismo y gasto
cardiaco, que también afectan a la Constante de
Tiempo, pero que no se pueden analizar “in
vitro”.
Lo que resulta evidente es que con la
práctica del Circuito Abierto, donde el volumen
inspirado no tenga ninguna posibilidad de
provenir del propio gas espirado, tal como se
entiende en los respiradores de críticos, se
reducen algunos/muchos/todos los factores que
afectan a la Constante de Tiempo con origen en
la máquina de anestesia, pero también es
conveniente saber como se comportan el
Circuito Circular, con mayor interés en cuanto
cada modelo puede tener tratamientos muy
diferentes, con implicación en el resultado final
y mayor trascendencia en la ventilación y
anestesia de los “peques”.