Modos ventilatorios

Componentes de la ventilación mecánica invasiva

La ventilación mecánica invasiva se compone de un tubo endotraqueal (ETT) y un ventilador mecánico, en contraposición a la ventilación no invasiva, que utiliza una mascarilla facial. Además de servir como canal para la entrega de respiraciones mecánicas, el ETT protege las vías respiratorias, permite la succión de secreciones y facilita la realización de ciertos procedimientos, como la broncoscopia. La ventilación mecánica invasiva ayuda a estabilizar a pacientes con falla respiratoria hipoxémica e hipercápnica, reduce el trabajo inspiratorio de la respiración, mejora la distribución del flujo sanguíneo en pacientes con shock y permite la implementación de una ventilación protectora pulmonar con bajo volumen tidal en pacientes con síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA).

Términos clave

En términos generales, los ventiladores son dispositivos que ayudan en la inspiración y que integran el volumen, la presión, el tiempo y el flujo (cada uno como variables dependientes o independientes) para entregar una respiración tidal bajo presión positiva. La forma en que el clínico ajusta estas variables determina el modo de ventilación. Si se establece un volumen tidal y no se ajusta la presión que resulta de entregar ese volumen, entonces el paciente está recibiendo ventilación controlada por volumen (VC). Por el contrario, si se establece una presión y no se ajusta el volumen tidal, entonces el paciente está recibiendo ventilación controlada por presión (PC). Dentro de la VC, hay dos estrategias comunes de secuenciación de respiración: control de asistencia (AC) y ventilación mandatoria intermitente sincronizada (SIMV). En PC, se discuten AC, soporte de presión (PS), SIMV y control de volumen regulado por presión (PRVC). La discusión de los modos avanzados de ventilación, incluyendo la ventilación de liberación de presión de la vía aérea y BiLevel, está más allá del alcance de este artículo.

Para comprender las diferencias entre los modos disponibles, es importante estar familiarizado con tres términos: disparador, objetivo y ciclo.

“Disparador” (trigger) se refiere al estímulo que inicia una respiración. Las respiraciones iniciadas por el esfuerzo del paciente son disparadas por el paciente. El ventilador detecta el esfuerzo a través de cambios en la presión de las vías respiratorias (disparo de presión) o en el flujo inspiratorio (disparo de flujo). El umbral de presión o flujo requerido para iniciar una respiración es ajustable y se denomina sensibilidad del disparador. Alternativamente, las respiraciones pueden ser disparadas por tiempo si el paciente no inicia una respiración en el tiempo requerido para lograr una frecuencia respiratoria (RR) establecida. Por ejemplo, si la RR se establece en 12 respiraciones por minuto y no hay esfuerzos por parte del paciente, el ventilador entregará una respiración cada 5 segundos para asegurar que se logre la RR objetivo.

“Objetivo” (target) se refiere a la estrategia de entrega de la respiración: un parámetro que se establece, se logra y se mantiene durante la inspiración. Esto puede ser una tasa y patrón de flujo inspiratorio establecidos o una presión, según el modo.

“Ciclo” (cycle) describe cómo se termina la respiración. Esto puede ser un volumen tidal entregado (VT), el final de un tiempo inspiratorio establecido (Ti) o un cambio en la tasa de flujo inspiratorio.

MODOS VENTILATORIOS

AC

Dentro de los modos ventilatorios más utilizados en las unidades de cuidados intensivos, encontramos el modo AC (también conocido como ventilación mecánica continua mandatoria en algunos modelos). AC tiene una característica importante, que es que el paciente recibe una respiración asistida tanto por esfuerzo propio (asistida) como por respiraciones controladas por tiempo (controladas). Además, se ajustan la presión positiva al final de la espiración (PEEP), la frecuencia respiratoria (RR) y la fracción de oxígeno inspirado (FiO2). AC se puede configurar en VC y PC.

AC-VC

En el modo AC-VC, las respiraciones pueden ser desencadenadas por el paciente o por tiempo. El paciente desencadena la respiración generando un cambio necesario en la presión de las vías respiratorias o en el flujo inspiratorio. Si los pacientes no desencadenan una respiración en el tiempo requerido para cumplir la RR establecida, reciben una respiración desencadenada por tiempo. AC-VC está dirigido al flujo, ya que una tasa de flujo y un patrón determinados impulsan la entrega de la respiración.

Tanto la tasa de flujo en litros por minuto (LPM) como el patrón de flujo (ya sea un flujo cuadrado/constante o un flujo en rampa/decreciente) se establecen. Es importante tener en cuenta que en AC-VC, el paciente recibe la tasa de flujo y el patrón establecidos en cada respiración. Los terapistas deben elegir ajustes que se aproximen a las necesidades del paciente y optimicen la sincronía entre el paciente y el ventilador. En general, las ondas de flujo decrecientes son mejor toleradas y son la elección predeterminada de muchos intensivistas. Un patrón de flujo constante reduce el tiempo inspiratorio y, por lo tanto, a menudo se utiliza para ayudar a prolongar el tiempo espiratorio en pacientes con riesgo de atrapamiento de gas y auto PEEP (por ejemplo, pacientes con asma grave). Con un flujo constante, el volumen tidal se entrega más rápidamente que con una onda de flujo decreciente, maximizando así el tiempo que el paciente puede exhalar. Las tasas de flujo promedio recomendadas oscilan entre 30 y 60 LPM. Con un patrón de flujo cuadrado, el flujo es constante. Con un patrón de rampa, la tasa de flujo inicial se establece y la máquina desacelera linealmente el flujo hasta casi cero durante la entrega de la respiración. Como tal, la tasa de flujo promedio en un paciente configurado para recibir 80 LPM mediante un patrón de rampa es de aproximadamente 40 LPM en la mayoría de los ventiladores.

Las respiraciones en AC-VC están cicladas por volumen. El flujo inspiratorio continúa hasta que se alcanza un VT establecido, después de lo cual se abre una válvula de exhalación y la presión de las vías respiratorias desciende a la PEEP establecida. Por lo tanto, AC-VC es desencadenado por el paciente o por tiempo, dirigido al flujo y ciclado por volumen. En AC-VC, la presión de las vías respiratorias no está bajo el control directo del médico, sino que es una función de la complacencia y la resistencia del sistema respiratorio y el esfuerzo del paciente. Al cambiar los ajustes de VT o flujo de un paciente, se debe prestar atención a cómo estos cambios afectan la presión de las vías respiratorias, en particular la presión obtenida durante una maniobra de retención inspiratoria llamada presión en plateau (Pplt), que mide la presión de distensión del sistema respiratorio.

Mantener una Pplt <30 cm H2O se ha asociado con una mortalidad mejorada para los pacientes con SDRA y se debe monitorear de cerca para todos los pacientes con ventilación mecánica. Para los pacientes ventilados en AC-VC, los cambios en el estado clínico (por ejemplo, empeoramiento del SDRA, neumotórax) se reflejarán en cambios en la presión de las vías respiratorias ya que el VT permanece fijo con cada respiración.

AC-PC

En AC-PC, al igual que en AC-VC, las respiraciones pueden ser desencadenadas por el paciente o por tiempo. La inspiración en AC-PC está dirigida a la presión. El clínico elige una presión inspiratoria (también conocida como presión motora) que se suministrará por encima del PEEP y se mantendrá durante toda la inspiración. Estas presiones son aditivas, de modo que la presión pico mantenida durante la entrega de la respiración es la suma del PEEP y la presión inspiratoria establecidos (por ejemplo, un PEEP de 5 cm H2O y una presión inspiratoria de 15 cm H2O darán como resultado una presión pico constante de 20 cm H2O durante la entrega de la respiración). Al igual que en AC-VC, los terapistas deben procurar lograr un Pplt medido durante una pausa inspiratoria de menos de 30 cm H2O para reducir el riesgo de barotrauma. A diferencia de AC-VC, en el que el profesional elige la tasa y el patrón de flujo, en AC-PC el ventilador suministra flujo en un patrón de desaceleración para lograr la presión constante preestablecida.

AC-PC se activa por tiempo. La presión inspiratoria preestablecida se proporciona durante un Ti establecido, después de lo cual la válvula de exhalación se abre y la presión de las vías respiratorias vuelve al PEEP. AC-PC es, por lo tanto, desencadenado por el paciente o por tiempo, dirigido a la presión y activado por tiempo. Debido a que Ti se puede ajustar directamente, el clínico puede aumentar fácilmente el tiempo que un paciente pasa en la inspiración. La ventilación con relación inversa se refiere a una estrategia en la que la relación entre el tiempo inspiratorio y el tiempo espiratorio supera 1. Debido a que la presión media de las vías respiratorias es directamente proporcional al tiempo inspiratorio, la ventilación con relación inversa se ha propuesto como una forma de mejorar el reclutamiento alveolar y la oxigenación de los pacientes con SDRA. Sin embargo, no hay datos que respalden la superioridad de esta estrategia, y hay preocupación de que pueda aumentar el riesgo de barotrauma.

A diferencia de AC-VC, en el que el VT es establecido por el clínico, en AC-PC, el VT está determinado por la mecánica respiratoria del paciente, el esfuerzo, la presión inspiratoria establecida y el Ti establecido. Por lo tanto, se debe vigilar el volumen tidal después de los cambios en los ajustes del ventilador. Del mismo modo, como se logra una presión inspiratoria establecida con cada respiración, los cambios en la mecánica pulmonar de un paciente se reflejarán principalmente en los cambios en el VT.

PRVC

PRVC es una modalidad de ventilación asistida que incluyen muchos ventiladores, también conocida como VC+ o ventilación adaptativa por presión en algunos modelos. En este modo, el terapista establece un Ti y un VT objetivo. El ventilador suministra una presión inspiratoria constante con flujo desacelerante durante la duración del Ti, después del cual el ciclo de la respiración termina. Este modo, por lo tanto, se desencadena por el paciente o el tiempo, se dirige a la presión y se cicla en el tiempo como en AC-PC . El aspecto único de PRVC es que el ventilador ajusta la presión inspiratoria para corregir las discrepancias entre el VT entregado y el objetivo. Por ejemplo, si el VT establecido es de 500 ml y el VT entregado real para una respiración determinada es de 600 ml, el ventilador disminuirá la presión inspiratoria en respiraciones posteriores para acercar el VT logrado al VT objetivo.

Debido a que el flujo no es establecido por el clínico ni fijo, PRVC puede mejorar la sincronía paciente-ventilador y reducir el potencial de ajustes de flujo inapropiadamente bajos. Por otro lado, aunque el clínico establece un VT objetivo, el VT fluctuará en función de los cambios en el esfuerzo y la mecánica respiratoria. Por lo tanto, PRVC puede disminuir la adherencia a una estrategia de ventilación pulmonar protectora y debe utilizarse con precaución en pacientes con SDRA. Además, puede aumentar el trabajo respiratorio debido a que los mayores esfuerzos del paciente se encontrarán con una disminución del soporte ventilatorio para asegurar que se logre el VT objetivo. Por lo tanto, este modo puede ser más apropiado para pacientes que están mejorando clínicamente y avanzando hacia la liberación de la ventilación mecánica.

VC vs PC

La evidencia no respalda la superioridad de un modo AC sobre otro. En general, la falta de una tasa de flujo fija en AC-PC puede mejorar la sincronía entre el paciente y el ventilador, pero no está claro si esto se traduce en mejores resultados.

PS

PS es un modo espontáneo de ventilación utilizado más comúnmente durante las pruebas de respiración espontánea. En PS, no hay una frecuencia respiratoria establecida y todas las respiraciones son desencadenadas por el paciente. En ausencia de un modo de respaldo que tome el control durante la apnea, un paciente apneico no recibirá ninguna respiración si se ventila con PS. Una vez que se desencadena una respiración, se mantiene una presión inspiratoria por encima de la PEEP establecida durante toda la inspiración. Por lo tanto, PS está dirigido a la presión.

PS está ciclado por flujo, ya que la inspiración se desactiva mediante una caída en el flujo inspiratorio. Esta variable puede ser ajustada por el clínico y se establece típicamente como un porcentaje del flujo inspiratorio máximo (por ejemplo, cuando el flujo inspiratorio cae al 25% del flujo inspiratorio máximo). Por lo tanto, PS es un modo desencadenado por el paciente, dirigido a la presión y ciclado por flujo.

SIMV

SIMV es un modo de ventilación mecánica frecuentemente utilizado. En SIMV, se administran respiraciones asistidas (mandatorias) a una tasa establecida. Si el paciente intenta desencadenar una respiración en un intervalo de tiempo preestablecido antes de la próxima respiración mandatoria, la máquina entregará una respiración asistida (las respiraciones mandatorias están sincronizadas con el esfuerzo del paciente). Las respiraciones mandatorias pueden ser entregadas con una estrategia de VC (flujo dirigido, volumen ciclado), PC (presión dirigida, tiempo ciclado) o PRVC (presión dirigida, tiempo ciclado) como en el modo AC.

La diferencia clave entre SIMV y AC es que los pacientes ventilados con SIMV pueden tomar respiraciones espontáneas no asistidas entre las respiraciones mandatorias de la máquina. A menudo, se agrega una pequeña cantidad de soporte de presión a estas respiraciones para superar la carga resistiva del tubo endotraqueal y aumentar el volumen corriente. El volumen corriente logrado con estas respiraciones no está controlado por el profesional sino que es una función del esfuerzo del paciente y la mecánica del sistema respiratorio. El uso de SIMV en un paciente que respira espontáneamente a menudo resulta en dos formas de onda de ventilación únicas: respiraciones mandatorias asistidas y respiraciones espontáneas con soporte de presión. En pacientes sin esfuerzos espontáneos (por ejemplo, debido al bloqueo neuromuscular), SIMV es idéntico a AC, ya que el paciente recibirá solo respiraciones de máquina activadas por tiempo.

Se ha dicho que SIMV reduce la atrofia de los músculos respiratorios, mejora la sincronización con el ventilador y previene la alcalosis respiratoria; sin embargo, en pacientes cuya tasa respiratoria espontánea es significativamente mayor que la tasa IMV establecida, SIMV puede promover la fatiga de los músculos respiratorios. Aunque no hay evidencia convincente para apoyar o desalentar el uso de SIMV como el modo primario de ventilación mecánica en pacientes agudamente enfermos, varios ensayos bien realizados han encontrado que SIMV es inferior a otros métodos durante la destete del ventilador.

Las curvas  de los distintos modos ventilatorios

AC-VC

Formas de onda de presión, volumen y tiempo en el modo de control de volumen de asistencia-control (AC-VC) utilizando una estrategia de flujo decelerado.

• Ten en cuenta que la segunda respiración es desencadenada por el paciente, como lo demuestra una deflexión negativa de la forma de onda de presión.
• La velocidad de flujo establecida en el ventilador representa la velocidad de flujo máxima (flecha negra sólida), que se desacelera linealmente hasta casi cero con cada respiración.
• La inspiración termina después de lograr un volumen tidal preestablecido. La presión máxima de las vías respiratorias no es establecida por el terapista, sino que es una consecuencia de la mecánica del sistema respiratorio, el volumen tidal, la tasa y el patrón de flujo inspiratorio, y el esfuerzo del paciente.
• Durante la segunda y tercera respiración, la presión de las vías respiratorias disminuye mientras que la velocidad de flujo y el volumen tidal permanecen sin cambios, lo que refleja un cambio favorable en la mecánica del sistema respiratorio.
• El flujo espiratorio (punta de flecha) no está controlado por el ventilador, sino que depende del esfuerzo del paciente y la mecánica del sistema respiratorio.

AC-PC

Formas de onda de presión, volumen y tiempo en el modo de control de presión de asistencia-control (AC-PC).

• Ten en cuenta que la segunda respiración es desencadenada por el paciente, como lo demuestra una deflexión negativa de la forma de onda de presión.
• Con cada respiración, se suministra una presión inspiratoria preestablecida por encima de la presión positiva al final de la espiración durante un tiempo inspiratorio establecido, después de lo cual se finaliza la respiración.
• El volumen tidal es determinado por la mecánica del sistema respiratorio del paciente, el esfuerzo inspiratorio, la presión inspiratoria y el tiempo inspiratorio.
• Durante la segunda y tercera respiración, el volumen tidal aumenta a pesar de una presión inspiratoria y un tiempo inspiratorio sin cambios, lo que refleja un cambio favorable en la mecánica del sistema respiratorio o un aumento en el esfuerzo del paciente.

PRVC

Formas de onda de presión, volumen y tiempo en el modo de control de volumen regulado por presión (PRVC).

• Durante una respiración de prueba (recuadro gris), el ventilador estima la presión inspiratoria y la velocidad de flujo necesarias para lograr un volumen tidal objetivo preestablecido en un tiempo inspiratorio preestablecido.
• La presión inspiratoria se ajusta continuamente para corregir las discrepancias entre el volumen tidal objetivo y el entregado.
• Ten en cuenta que durante la quinta respiración, el volumen tidal entregado supera el volumen tidal objetivo (flecha sólida). En las respiraciones posteriores, la máquina disminuye la presión inspiratoria para acercar el volumen tidal entregado al volumen tidal objetivo.

REFERENCIAS

Pablo Ortiz

Graduado en Lic. Kinesiología y Fisiatría (UBA). Especialista en Kinesiología Cardio-Respiratoria por la Universidad Favaloro.

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