Los gases inspirados se acondicionan previamente de forma rutinaria mediante intercambiadores de calor y humedad (HME) para proporcionar un contenido de calor y agua similar al que proporcionan normalmente la nariz y las vías respiratorias superiores.
La humedad absoluta del aire recuperado y devuelto al paciente ventilado es un resultado medible importante del rendimiento de humidificación de los intercambiadores de calor y humedad.
Estos humidificadores deben colocarse antes de la parte en ‘Y’ del circuito y forman parte del espacio muerto instrumental.
Un estudio evaluó y comparó la eficiencia de la humidificación en diferentes modelos de HME en condiciones de volumen corriente, frecuencia respiratoria y tasa de flujo variables.
Esta investigación encontró que los intercambiadores de calor y humedad (HME) son más eficientes cuando se utilizan con ventilación de bajo volumen corriente. Según el estudio, los roles del flujo y la frecuencia respiratoria tienen un impacto menor en el rendimiento del dispositivo.
Veamos algunos aspectos relevantes en relación a los humidificadores pasivos.
Objetivo de los intercambiadores de calor y humedad
El objetivo de los intercambiadores de calor y humedad (HME) es el pre acondicionamiento artificial de los gases inspirados en pacientes sometidos a ventilación mecánica.
Para lograr esto se busca proporcionar un contenido de calor y agua al nivel de la carina que sea similar al que suelen proporcionar la nariz y las vías respiratorias superiores.
La humedad absoluta (HA) es la cantidad de vapor de agua (medida en gramos) contenida en un determinado volumen de mezcla de gases. Cuando un gas contiene su respectiva capacidad total de vapor de agua para una temperatura dada, el gas se denomina “saturado”.
En consecuencia, la humedad absoluta depende en gran medida de la temperatura del gas.
La humedad relativa (HR) es la relación entre cantidad de vapor de agua contenida en el aire (humedad absoluta) y la máxima cantidad que el aire sería capaz de contener a esa temperatura (humedad absoluta de saturación).
Una humedad relativa inferior al 100% representa un déficit de humedad o una carga para las vías respiratorias del paciente.
La tarea de pre acondicionamiento para evitar este déficit se puede realizar mediante humidificadores calentados (HH o humidificadores activos) o mediante intercambiadores de calor y humedad (HME o humidificadores pasivos).
Tipos de intercambiadores de calor y humedad (HME)
El principio de funcionamiento de estos dispositivos se basa en su capacidad para retener el calor y la humedad durante la espiración y entregar al menos el 70% de ellos al gas inhalado durante la inspiración posterior. Esta función “pasiva” se puede lograr mediante diferentes mecanismos, y la clasificación de estos dispositivos se basa en sus mecanismos.
Hay tres tipos básicos de intercambiadores de calor y humedad (HME):
- Higroscópicos
- Hidrofóbicos
- Combinados (higroscópicos-hidrofóbicos).
Los dispositivos HME higroscópicos contienen materiales de baja conductividad térmica impregnados con un químico higroscópico.
Por otro lado los HME hidrófobos tienen una superficie más grande debido al pliegue del material y cuentan con una sustancia que cubre el filtro que evita el éxodo del agua durante la exhalación y también sirve como un filtro microbiológico eficiente.
En el caso de los HME combinados, el material tratado higroscópicamente se ubica entre las vías respiratorias del paciente y el filtro.
Intercambiadores de calor y humedad con filtro
Estos dispositivos están fabricados con materiales necesarios para humidificar y calefaccionar (hidrófobo o higroscópico) y además contienen un filtro electrostático.
Los filtros son capas planas de material de fibra (modacrílico o propileno) que actúan como barrera al flujo de gas. A su vez, se optimiza el rendimiento de la filtración aplicando material con carga electrostática.
Rendimiento de los HME en relación al volumen minuto
El rendimiento de humidificación de un HME disminuye cuando aumenta el volumen por minuto.
Algunos estudios encontraron que la humedad absoluta entregada disminuyó a medida que aumentaba el VT, mientras que solo Unal et al. encontraron que el flujo era una variable que influía en el rendimiento.
Las inconsistencias encontradas entre estudios podrían deberse al uso de diferentes modelos de laboratorio (métodos higrométricos o gravimétricos).
Sin embargo, en el año 2014, Lellouche et al. investigaron el impacto de la ventilación minuto (10 l/m versus 20 l/m) y la temperatura ambiente en la nueva generación de HME, sin efectos significativos en el rendimiento de estos dispositivos. La humedad absoluta administrada con un volumen minuto> 10 l / minuto fue de 30,9 mg/l.
Por ello, estos autores recomiendan no tener en cuenta la ventilación minuto como una limitación de la nueva generación de humidificadores. Pero dado que el volumen minuto está compuesto por la frecuencia respiratoria y el VT , podría valer la pena investigar este tema a fondo.
El aumento del VT en el estudio fue de un modesto 150 ml (500 a 650 ml, lo que significa 30%), mientras que el aumento de la frecuencia respiratoria fue mayor, de 20 a 30 resp / minuto (50%).
La pregunta es:
¿Cuál de estos 2 componentes del volumen minuto (VT o frecuencia respiratoria) tiene un efecto mayor en el rendimiento de un humidificador?
Dos estudios compararon el rendimiento en términos de humidificación de los HME utilizando métodos y condiciones de prueba basados en la norma ISO 9360: 1992.
En ambos estudios, se observó un efecto más significativo sobre el rendimiento al cambiar el VT de 500 ml a 1000 ml (aumento del 100%) en comparación con el cambio de la frecuencia respiratoria de 10 a 20 resp / minuto (aumento del 100%), lo que sugiere que VT tiene un efecto principal.
Sin embargo, debido al uso inusual de un VT de 1000 mL, los resultados deben considerarse con cautela.
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Graduado en Lic. Kinesiología y Fisiatría (UBA). Especialista en Kinesiología Cardio-Respiratoria por la Universidad Favaloro.