Los modos ventilatorios convencionales de ventilación mecánica sufren muchas limitaciones. Aunque se utilizan popularmente y se comprenden bien, a menudo terminan por no cumplir con los requisitos del paciente.
A lo largo de los años, se han incorporado pequeñas modificaciones en los ventiladores para mejorar el tratamiento de soporte ventilatorio.
Los ventiladores de nueva generación responden a las demandas del paciente mediante sistemas de retroalimentación adicionales.
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Principios básicos de VM para comprender los nuevos modos ventilatorios
El entendimiento de los aspectos mecánicos de la ventilación proviene de la comprensión de como interactúan el flujo y la presión durante la asistencia ventilatoria mecánica.
Por lo tanto, antes de hablar de los nuevos modos ventilatorios (no convencionales), es fundamental repasar los conceptos clave de la ventilación.
Ecuación de movimiento
La capacidad del ventilador para iniciar, mantener y finalizar una respiración asistida / artificial se basa en la “ecuación de movimiento”.
Esta ecuación postula que la presión necesaria para administrar una respiración tiene dos componentes:
- La presión para superar el retroceso elástico de los pulmones y la pared torácica;
- La presión para provocar el flujo a través de las vías respiratorias.
El lado izquierdo de la ecuación muestra que la presión de la ventilación puede estar formada por la presión muscular y / o la presión de las vías respiratorias generada por el ventilador.
El lado derecho de la ecuación se puede mostrar que la presión de retroceso elástica es el producto del volumen del tiempo de elastancia, mientras que la presión resistiva es el producto de la resistencia y el flujo.
Presión del ventilador para entregar una respiración = Presión necesaria para vencer la vía aérea + presión necesaria para insuflar la pared torácica y los pulmones
La ecuación matemática luce así:
P = V*R + V*E
Variables ventilatorias
Otro aspecto básico para comprender las modificaciones en los modos ventilatorios no convencionales son las llamadas variables ventilatorias:
Trigger o disparo
Esta variable es lo que ayuda al ventilador a iniciar una respiración.
En los modos iniciados por el paciente, esto constituye un factor determinante de la sincronía entre el paciente y el ventilador.
Cuanto más sensible sea el ventilador en la detección del esfuerzo, menor será el trabajo para el paciente al iniciar la respiración.
El trigger puede ser por:
- Tiempo (modos de control),
- Presión,
- Flujo,
- Detección neural
El trigger es el factor principal que divide todos los modos ventilatorios en:
- Mandatorios: donde el ventilador inicia y controla las fases de la respiración
- Espontáneos: cuando el paciente inicia la respiración y, a menudo, interactúa con el ventilador para modificar las variables de fase y ciclo.
Límite
Es la variable programada con un valor máximo durante toda la inspiración, sin embargo, cuando se llega a ese valor la inspiración no termina. Es decir, no provoca un cambio de fase de la respiración. Puede ser:
- Tiempo (modos de control),
- Presión,
- Flujo,
- Volumen
Ciclado
Esta variable determina el fin de una fase y hace que el ventilador pase de inspiración a espiración o viceversa.
Puede ser tiempo (más común), flujo, volumen o presión.
Base o peep
La variable de base o peep es la variable que determina la presión positiva al final de la espiración.
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Variables de control
Se puede entender, a partir de la ecuación de movimiento, que el ventilador puede controlar el lado izquierdo de la ecuación (es decir, la presión de las vías respiratorias) o el lado derecho (es decir, el volumen y el flujo).
Volumen control
En volumen control, el ventilador determina el flujo controlando indirectamente el volumen.
Mantener constante el flujo inspiratorio durante la inspiración hace que el volumen y la presión aumenten linealmente.
La inspiración finaliza cuando se alcanza un volumen corriente preestablecido.
Presión control
En contraste, durante la ventilación en presión control, la presión en las vías respiratorias se mantiene constante durante la inspiración.
Esto hace que el flujo inspiratorio caiga exponencialmente desde su valor máximo a medida que el volumen aumenta exponencialmente.
La inspiración finaliza después de un tiempo inspiratorio preestablecido o después de un umbral de flujo inspiratorio preestablecido (según la variable del ciclo).
Problemas con los modos ventilatorios convencionales
En entornos de cuidados intensivos, todos los parámetros de la ecuación de movimiento cambian con el tiempo.
Un ajuste del ventilador apropiado para un momento determinado puede no ser óptimo con el deterioro o la mejoría del paciente.
Estos ventiladores solo entregan los parámetros establecidos y no reciben retroalimentación de las variables del paciente.
Por lo tanto,todos los modos clásicos de volumen o presión control son de “BUCLE ABIERTO” (el bucle de retroalimentación está ausente).
MODOS VENTILATORIOS NUEVOS O “NO CONVENCIONALES”
Los modos más nuevos tienen como objetivo hacer modificaciones con el pulmón cambiante y tomar retroalimentación de los parámetros del paciente, completando así el ciclo de retroalimentación y son del tipo “BUCLE CERRADO”.
Las variables de control, ciclo o límite se autoajustan y estas variables ya no están limitadas al determinante de un solo parámetro, pero si se alcanza el umbral de un componente, se desplazan al otro parámetro de conjunto alternativo.
Esto ha llevado al nombre de ventilación de “control dual”.
Estos ajustes pueden ocurrir en una sola respiración iniciada o en respiraciones subsecuentes y por lo tanto forman la base de clasificación de estos modos.
Control dual en una respiración
La variable de control puede cambiar su naturaleza (de presión a volumen o viceversa) en una sola respiración si no se cumplen los requisitos de ventilación deseados. En esta categoría encontramos el siguiente modo ventilatorio:
Presión de soporte con volumen asegurado (VAPS)
Se trata de una modificación en el modo de presión control. Hace que el ventilador cambie del modo de control de presión al control de volumen si no se alcanza un volumen corriente mínimo establecido.
Los parámetros mecánicos ajustables por el operador son como en el modo de control de presión convencional: límite de presión, índice de flujo máximo, frecuencia del ventilador y presión positiva al final de la espiración (PEEP).
Además, también se define un “volumen corriente mínimo” deseado.
En pacientes en los que la distensibilidad pulmonar disminuye, este modo proporciona seguridad frente al aumento de los niveles de CO2 en sangre al mantener una ventilación mínima por minuto.
Es complicado comprender la lógica detrás de la configuración óptima en este modo.
Uno debe entender que si el límite de presión establecido es demasiado alto, no solo causará barotrauma, sino que también generará un volumen mayor que el volumen corriente mínimo establecido, anulando así la garantía de volumen.
- Los flujos establecidos no deben ser muy bajos: en situaciones en las que no se alcanza el volumen mínimo, se produciría un cambio retardado del control de presión al control de volumen y provocaría una prolongación no deseada del tiempo inspiratorio.
La evidencia a favor de este modo ha demostrado que conduce a una disminución del trabajo respiratorio y una PEEP intrínseca más baja.
Control dual en respiraciones posteriores
El ventilador recibe información de los parámetros de salida de las respiraciones iniciales y realiza ajustes automáticos para establecer objetivos en las respiraciones posteriores. El modo enumerado en esta subcategoría es:
Ventilación con ciclo de flujo limitado por presión (también conocida como soporte de volumen)
Es una modificación del modo de presión de soporte en donde el ventilador ajusta automáticamente la presión para alcanzar el volumen corriente mínimo establecido.
Durante las respiraciones iniciales, el ventilador mide el volumen corriente administrado y de ser necesario aumenta el soporte.
Este modo combina las ventajas de la presión de soporte asegurando un volumen corriente adecuado a pesar de los cambios en la distensibilidad pulmonar.
El terapeuta respiratorio establece la frecuencia respiratoria, el volumen corriente mínimo y la PEEP.
El soporte de volumen es un modo útil para el destete, ya que una vez que el paciente comienza a alcanzar el volumen corriente deseado, automáticamente disminuye la presión de soporte, lo que carga gradualmente los músculos respiratorios para asumir el trabajo de la respiración.
Al igual que el modo de presión de soporte, el paciente controla la relación I: E (tiempo inspiratorio: tiempo espiratorio) y el tiempo inspiratorio total. Esto mejora la sincronía ventilador-paciente.
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La precaución básica antes de usar este modo es que el paciente debe tener actividad respiratoria espontánea; de lo contrario, el ventilador cambiará automáticamente al modo de respaldo.
Se debe tener en cuenta que si el volumen corriente establecido es demasiado alto, el ventilador elevará tanto la presión de soporte puede dar lugar a problemas como barotrauma, compromiso hemodinámico y PEEP intrínseca.
Por otro lado, si el volumen establecido es demasiado bajo, puede provocar una presión de soporte inadecuada y, por lo tanto, un aumento de la frecuencia respiratoria que conduce a un aumento del trabajo respiratorio
Debe tenerse en cuenta a partir de la descripción anterior que el VAPS y el soporte de volumen no solo difieren en el método de ajuste de sus parámetros, sino que también el VAPS es un modo totalmente controlado, mientras que el soporte de volumen es un modo espontáneo iniciado por el paciente.
OTROS MODOS DE BUCLE CERRADO
Ventilación de apoyo adaptable
Este es un modo único que establece un trabajo mínimo de respiración como su punto final para lograr la ventilación minuto deseada.
La variable de control es la presión y es capaz de administrar tanto respiraciones controladas como de soporte a la ventilación espontánea.
El principio de funcionamiento se basa en la ventilación obligatoria intermitente sincronizada controlada por presión con ajustes automáticos para establecer el nivel de presión y la frecuencia respiratoria sobre la base de la mecánica pulmonar medida en las respiraciones anteriores.
Los parámetros establecidos son el peso corporal ideal, la ventilación mínima por minuto, la PEEP y la sensibilidad de activación.
La ventilación objetivo (volumen corriente y frecuencia respiratoria) corresponde a la mejor combinación desde el punto de vista energético estimado mediante mediciones automáticas de la distensibilidad y la resistencia pulmonar.
El ventilador optimiza continuamente la relación I: E para evitar cualquier auto-PEEP.
Las indicaciones para el uso de este modo cubren una amplia gama de condiciones clínicas.
Se puede utilizar como modo de apoyo parcial o total.
Síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA), asma y destete.
Los pacientes con cambios rápidos en los parámetros físicos pulmonares como la compliance (SDRA) y la resistencia (asma) se ven beneficiados, ya que estos parámetros son determinantes principales a diferencia de cualquier otro modo.
La principal limitación de este modo es la incapacidad para reconocer la ventilación del espacio muerto o las derivaciones para realizar ajustes en la ventilación.
En condiciones clínicas donde los parámetros físicos pulmonares permanecen sin cambios (embolia pulmonar), el modo no se adapta a los requisitos de los pacientes. La auto-PEEP puede convertirse en un problema en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) que necesitan tiempos espiratorios más prolongados.
Ventilación asistida proporcional (PAV)
PAV es un nuevo modo ventilatorio con la ventaja de mejorar la sincronía del paciente con el ventilador.
Es una forma de asistencia ventilatoria parcial y sincronizada con una característica única: el ventilador ayuda en proporción al esfuerzo instantáneo del paciente.
En otras palabras, amplifica el esfuerzo ventilatorio del paciente dándole libertad para adoptar su propio patrón de respiración.
La PAV ayuda a los músculos respiratorios y el patrón respiratorio inalterado permite la sincronía entre el ventilador y el drive neural del paciente.
El terapeuta establece el porcentaje de asistencia que se administrará y otros parámetros se ajustan automáticamente según el “hambre de aire”.
Como el ventilador sólo asume una parte del trabajo respiratorio, es poco probable que este modo cause atrofia de los músculos respiratorios en pacientes con ventilación crónica.
Parámetros como la relación I: E están completamente controlados por el paciente y contribuyen aún más a una sincronización exitosa.
La posible desventaja puede estar vinculada a si la condición clínica del paciente cambia, es decir, mejora o empeora.
Esto se ha visto mejorado en una modificación más reciente del modo denominada “PAV +”. Esta actualización es capaz de detectar las propiedades mecánicas pulmonares del paciente y ajustarse en consecuencia.
Otras ventajas de la PAV incluyen presiones bajas en las vías respiratorias, destete óptimo y disminución del trabajo. de la respiración.
Un aspecto técnico importante de la PAV es que de haber una mínima fuga de aire en el sistema provocaría que el ventilador sobre asista o cicle automáticamente.
La PAV se ha utilizado en SDRA temprano / tardío, insuficiencia respiratoria hipercapnia y destete. Los ensayos recientes con PAV no invasivo también han mostrado resultados prometedores para las indicaciones anteriores.
Ventilación minuto obligatoria (MMV)
Es una modificación de la ventilación con presión de soporte. El ventilador recibe retroalimentación para alterar tanto la frecuencia respiratoria como el nivel de presión de soporte para lograr la ventilación mínima por minuto establecida.
El operador establece la ventilación mínima por minuto requerida de acuerda al estado clínico actual del paciente. Estos valores a menudo caen en el 70% -90% del volumen minuto actual.
Si el paciente no logra el valor establecido, el ventilador proporciona el déficit.
La MMV forma un modo ventilatorio para destete fiable, ya que el valor establecido se puede reducir gradualmente cargando los músculos respiratorios.
En pacientes que hacen apneas o tienen alteración del impulso central, la MMV establece la seguridad al proporcionar una ventilación de valor fijo como ventilación obligatoria.
El ajuste ventilatorio de MMV necesita extrema precaución. Si el valor establecido es significativamente más bajo que la ventilación minuto actual, puede llevar a un mayor trabajo respiratorio y, en una situación inversa, una asistencia completa de los músculos respiratorios puede causar atrofia.
Una frecuencia respiratoria máxima configurada demasiado alta puede causar un aumento significativo en la frecuencia del ventilador durante el ajuste automático, lo que lleva a una respiración “rápida y superficial”.
MODOS VENTILATORIOS BI-NIVELADOS
Los modos ventilatorios BI-NIVELADOS permiten a los pacientes respirar espontáneamente durante cualquier fase del ciclo del ventilador.
El ventilador alterna entre dos presiones establecidas: P-Alta y P-Baja (alta y baja presión, respectivamente).
La probabilidad de asincronía ventilador-paciente es mínima debido al hecho de que el paciente puede respirar independientemente del ciclo del ventilador y estas respiraciones pueden ser asistidas por el equipo.
Mantener una presión alta evita el colapso alveolar y ayuda al reclutamiento. La fase de baja presión previene cualquier barotrauma, atrapamiento de aire y compromiso hemodinámico.
Las diversas modificaciones a los modos de ventilador de dos niveles se representan en la siguiente tabla:
Ventilación de liberación de presión de las vías respiratorias (APRV)
APRV es un modo ventilatorio de dos niveles que representa otra estrategia de ventilación a pulmón abierto. Proporciona dos niveles de presión positiva continua en las vías respiratorias (CPAP) con una relación I: E inversa de 2: 1 o más.
La razón fundamental de utilizar una fase prolongada de alta presión es prevenir el colapso alveolar y mantener el reclutamiento.
La fase de liberación (fase espiratoria) reduce la presión media de las vías respiratorias y desempeña un papel importante en el mantenimiento de la normocapnia.
El modo tiene doble funcionalidad:
- En presencia de respiración espontánea, el paciente puede respirar en cualquier fase del ciclo respiratorio con respiraciones asistidas, lo que reduce las necesidades de sedación.
- En ausencia de actividad respiratoria espontánea, la presión de dos niveles actúa como ventilación de relación inversa ciclada en el tiempo.
El volumen corriente generado depende principalmente de la distensibilidad respiratoria y la diferencia entre los dos niveles de CPAP. El terapeuta establece P alto , (presión alta en CPAP) P bajo, (presión baja en CPAP) T alto (tiempo para P alto ) y T bajo (tiempo para P bajo ).
La P alta inicial debe establecerse en la presión de meseta o el punto de inflexión superior y la P baja debe establecerse en el punto de inflexión inferior en la curva de volumen-presión.
La APRV debe usarse con precaución en pacientes hipovolémicos, ya que el aumento de la presión intratorácica reduce aún más el retorno venoso.
La APRV debe evitarse en pacientes con enfermedades pulmonares obstructivas, ya que puede causar atrapamiento de aire o ruptura de ampollas en la EPOC. Se ha demostrado que la APRV mejora la oxigenación en pacientes con SDRA disminuyendo simultáneamente la necesidad de sedación o parálisis.
Asistencia ventilatoria neuralmente ajustada (NAVA)
NAVA es un modo ventilatorio de bucle cerrado que administra respiración proporcional al esfuerzo inspiratorio del paciente. A diferencia de todos los otros modos disponibles que utilizan sensores de presión, flujo o volumen para iniciar una respiración, NAVA utiliza un electromiograma diafragmático para detectar el esfuerzo inspiratorio del paciente.
Se utiliza un catéter esofágico con electrodos colocados al nivel del diafragma para registrar el tiempo de inicio y la fuerza de la contracción.
Este modo supera a todos los demás modos en la sincronización de los esfuerzos del paciente hacia el ventilador al tener el menor retraso posible entre los dos.
Al igual que PAV, NAVA brinda un soporte acorde a la fuerza de las contracciones diafragmáticas y la mayoría de los parámetros como el tiempo inspiratorio, o la relación I: E, son controlados por el paciente.
Se debe tener en cuenta que en PAV, una fuga en el circuito puede provocar una falsa iniciación de las respiraciones dando lugar a una asincronía grave del ventilador.
En cambio, NAVA, no se ve afectado en absoluto por este fenómeno, ya que la iniciación de la respiración es completamente independiente de las propiedades físicas del circuito.
Por ejemplo, la auto-PEEP ( que habitualmente se relaciona con el incremento del trabajo ventilatorio en la EPOC y el asma), no afecta el ciclo ventilatorio en NAVA y, por lo tanto, el trabajo respiratorio general disminuye en estos pacientes.
Configurar un ventilador NAVA es sencillo y el potencial electrográfico diafragmático es la única entrada. La única limitación práctica es la colocación de un catéter esofágico con electrodos y su validez de mayor duración de la ventilación.
NeoGanesh (Smartcare)
Es una modificación de bucle cerrado de la ventilación con presión de soporte con inteligencia artificial integrada.
El sistema imita el enfoque clínico de ajustar la asistencia del ventilador según el patrón respiratorio del paciente y los protocolos de destete basados en la literatura.
Este modo se basa en tres principios fundamentales:
1. Adaptar la presión de soporte a la situación clínica actual del paciente,
2. En caso de estabilidad, el ventilador tiende a desconectarse de la presión de soporte,
3. Iniciar ensayos de respiración espontánea según las pautas clínicas pregrabadas.
El ventilador recibe información de la frecuencia respiratoria monitorizada, el volumen corriente y el CO2 espiratorio final. Una vez que el paciente permanece estable en un entorno, intenta desconectarse gradualmente para mantener las variables respiratorias óptimas, que están predefinidas como “Zona de confort del paciente.
Conclusión sobre los modos ventilatorios no convencionales
Los modos ventilatorios más nuevos mediante el uso de la física ventilatoria mejoran la sincronía del ventilador del paciente y ayudan en el destete.
Estos modos se han vuelto sensibles a los requisitos y demandas ventilatorias del paciente. Sin embargo, se necesitan estudios a largo plazo para demostrar su eficacia.
Actualmente los modos clásicos se utilizan en la mayoría de las unidades de cuidados intensivos; sin embargo, comprender estos modos más nuevos pueden ayudar a trazar estrategias ventilatorias basadas en el paciente y mejorar los resultados.
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Graduado en Lic. Kinesiología y Fisiatría (UBA). Especialista en Kinesiología Cardio-Respiratoria por la Universidad Favaloro.