La mejor manera de entender la ventilación mecánica

Cuando llegas a la UCI, una de las cosas que más temes son los respiradores: No sabes como funcionan, ni que hay que hacer cuando suena una alarma, no entiendes las modalidades…

Ya que llevamos varias semanas en la UCI, hemos ido contactando y manipulando un poco más los ventiladores, consiguiendo comprenderlos cada día un poco más.

Es un tema bastante difícil pero muy importante  para el paciente de la Unidad de Cuidados Intensivos.

La información que ido adquiriendo día a día en la UCI y la obtenida en el seminario del viernes pasado, voy a intentar organizar los conocimientos que tengo sobre la ventilación mecánica en varias entradas donde iré explicando paso por paso las distintas modalidades de ventilación mecánica, los tipos, los cuidados que se deben de realizar en un paciente con ventilación mecánica, hacer hincapié sobre la importancia de prevenir la  neumonía nosocomial... hasta la fase final del destete.

Hoy comenzaremos con una introducción sobre  la ventilación mecánica y explicaremos los modos de ventilación mecánica invasiva.

FISIOLOGÍA RESPIRATORIA

Anatomía pulmonar

Las vías aéreas consisten en una serie de tubos ramificados que se vuelven más estrechos, más cortos y más numerosos a medida que penetran más profundamente dentro del pulmón.

La tráquea se divide en los bronquios principales derecho e izquierdo, que a su vez se divide en bronquios lobares y luego en segmentarios. Este proceso continua hasta alcanzar los bronquiolos terminales, que representan las vías aéreas de menor calibre con excepción de los alvéolos. Todos estos bronquios constituyen las vías aéreas de conducción. Su función es la de conducción del aire inspirado hacia las regiones de intercambio gaseoso del pulmón.

Los bronquios terminales se dividen en bronquiolos respiratorios. Se llega por último a los conductos alveolares, que están completamente revestidos de alvéolos. Esta región alveolar del pulmón donde se efectúa el intercambio gaseoso se conoce como la zona respiratoria.

Intercambio gaseoso

Para que se realice el intercambio gaseoso es necesario que el O2 llegue al alveolo con una presión (PAO2) suficiente para establecer un gradiente adecuado con el capilar (Pca-pO2) y se produzca el tránsito de O2 para saturar la Hb. La saturación expresa la cantidad de O2 unido químicamente a la Hb, en relación con la máxima cantidad de O2, que esta es capaz de transportar. La atmósfera está compuesta en un 79% por N2 y en un 20.93% por O2 y pequeñas cantidades de CO2 y gases raros.

Ya tenemos el O2 en el alveolo. Para que esta molécula llegue a la Hb, tendrá que atravesar la membrana alveolocapilar, el plasma capilar y entrar en el hematíe y saturar la Hb, lo que dependerá también de la velocidad de paso del hematíe por el capilar y la cantidad de Hb, así como de la presión capilar de O2 (PcO2), que será la que establezca el gradiente de presión de O2 necesario para este proceso, que se produce por difusión pasiva.

Igual, pero en sentido contrario, pasa con el CO2. El gradiente es menor que el de O2, pero la capacidad de difusión del CO2 es 20 veces superior, por lo que en definitiva, la transferencia de CO2 es más rápida que la del O2. 

Relación ventilación/perfusión (VA/Q)

Es el factor determinante más importante de la capacidad de la unidad alveolar para intercambiar O2 y CO2. En condiciones ideales este cociente debe aproximarse a la unidad; la cantidad (L/min) de VA que recibe debe ser aproximadamente equivalente a la cantidad (L/min) de sangre capilar que la perfunda.

Sí un alveolo tiene un cociente menor a 1 significa que su ventilación es menor en relación con la perfusión que recibe, por tanto, es incapaz de eliminar la totalidad del CO2 y oxigenar la sangre, esto se denomina “cortocircuito o shunt” arteriovenoso.

Cuando VA/Q es mayor a 1 hay mucho más O2 en los alvéolos disponible para intercambio, por lo tanto, este O2 se “desperdicia” para intercambio (al igual que el del espacio muerto anatómico), por lo que se le conoce como espacio muerto fisiológico.

Recordatorio de las fases inspiratoria y espiratoria:

En la inspiración, con la entrada aire existe una expansión pulmonar  que provoca  un descenso de la presión intraalveolar y un descenso del diafrágma

En la espiración, con la salida del aire al exterior, los pulmones disminuyen su tamaño incrementando la presión dentro de los alveolos y permite el ascenso del diafragma.

 ¿QUÉ ES LA VENTILACIÓN MECÁNICA?

La ventilación mecánica es un procedimiento de respiración artificial temporal que emplea un aparato mecánico para ayudar o sustituir la función ventilatoria, pudiendo además mejorar la oxigenación e influir en la mecánica pulmonar

Los sistemas de ventilación mecánica generan una presión positiva intermitente, mediante la que insuflan una mezcla gaseosa enriquecida en O2.  Esta ventilación tiene unos objetivos fisiológicos y clínicos explicados en le entrada Nº5: El mundo de los respiradores.

INDICACIONES DE LA VM

-          Corregir hipoxemia severa.

-          Corregir acidosis respiratoria.

-          Corregir deterioros respiratorios progresivos.

-          Apnea (por deterioro neuromuscular o cardiopulmonar).

-          Insuficiencia ventilatoria inminente (por ejemplo tx torácico).

-          Insuficiencia ventilatoria aguda.

-          Prevención y tratamiento de atelectasias postoperatorias.

-          Situación de shock establecido.

-          Ph< 7,23.

-          PaCO2> 50 mmHg.

-          Hipoxemia severa.

-          PaO2<50 mmHg.

-          Sat O2 < 90% con O2 suplementario.

-          Fatiga de músculos respiratorios.

-          Descompensación neuropatía o/y broncopatía

-          SDRA, EAP

FISIOLOGÍA DE LA VM

Desde el punto de vista fisiológico, la diferencia fundamental  entre la respiración mecánica con la respiración espontánea, es que la VM ejerce un presión positiva en el árbol respiratorio para entregar durante la inspiración un volumen de aire determinado. Esto significa que las presiones intratorácicas se invierten: si en la ventilación espontanea se producía una presión negativa, ahora, la presión dentro del tórax es positiva.  La presión que produzca la maquina debe vencer las resistencias que ofrecen las estructuras respiratorias (presión resistiva) y la distensibilidad (compliance pulmonar).

Al vencer estas resistencias, el ventilador mecánico genera un gradiente de presión positiva desde la máquina hacia los pulmones. Este gradiente, determina un flujo inspiratorio (a más presión, mas flujo), que es responsable del volumen suministrado en cada inspiración por unidad de tiempo. Los ventiladores modernos regulan el volumen respiratorio, ajustando la presión, el flujo y el tiempo de forma automática para mantener el patrón respiratorio programado.

VENTILACIÓN CON PRESIÓN POSITIVA

La ventilación con presión positiva se consigue creando una presión por encima de la atmosférica en el acceso a la vía aérea, ya sea mediante un mecanismo neumático de compresión o a través de un acelerador de flujo.

Como consecuencia de la diferencia entre esta presión positiva y la presión alveolar, que al final de la espiración es igual a la atmosférica, se origina una corriente de flujo hacia el interior de la vía aérea, produciéndose así la inspiración.

Al cesar el flujo inspiratorio, ya sea por finalizar el esfuerzo del sujeto en la respiración espontánea o por alcanzarse los límites de presión, flujo, volumen o tiempo establecidos, en los casos de ventilación controlada o asistida, se inicia la espiración de forma pasiva, por la acción de la presión elástica del aparato respiratorio. Una vez más, dependiendo del tipo de ventilador, un nuevo ciclo inspiratorio será iniciado mediante presión, flujo, volumen o tiempo.

Mientras que en la ventilación con presión negativa se mantenía el signo fisiológico de presión intratorácica a lo largo del ciclo respiratorio, con la ventilación con presión positiva asistimos a una inversión de aquélla, es decir, durante la inspiración la presión intratorácica va a ser positiva y esto dará lugar a cambios en la dinámica, no sólo ventilatoria, sino cardio-circulatoria. Aparte la inversión en el signo de la presión intratorácica, también existen cambios en las relaciones entre flujo, presión y volumen con respecto a los que se producen durante la ventilación fisiológica espontánea.

Estos cambios van a depender de la modalidad de soporte ventilatorio que se contemple.

TIPOS DE VENTILADORES

VOLUMÉTRICOS:

Son ventiladores ciclados por volumen- tiempo.

El volumen corriente es programado y cedido de modo fijo en un tiempo determinado. En este tipo de ventiladores la presión es variable.

MANOMÉTRICOS:

Son ventiladores  ciclados por presión.

En ellos se programa una presión determinada y la inspiración acaba cuando alcanza dicha presión. En estos ventiladores el volumen es variable

PARÁMETROS UTILIZADOS EN LA VENTILACIÓN MECÁNICA

- FRECUENCIA RESPIRATORIA: frecuencia programada para asegurar un número mínimo de respiraciones por minuto. Rango entre 8 – 15 rpm

- VOLUMEN TIDAL  O CORRIENTE: es el volumen de gas programado para ser entregado en cada insuflación. Varía de 5 a 15 ml/kg. Es aconsejable mantener unos volúmenes medios – bajos, para evitar sobre distensión alveolar. Sin olvidar, que parte del volumen se queda en el circuito.

- RELACIÓN INSPIRACIÓN- ESPIRACIÓN (I:E) : valor normal 1:2

- TRIGGER: es la presión negativa requerida para iniciar una respiración mecánica. Valor normal: -2 mmHg

-  PEEP: es la presión positiva al final de la espiración.  Aumenta el volumen pulmonar por distensión alveolar. Ajustar entre 0 – 20 cm H2O. Valor normal: +5 cm H2O

- CONCENTRACIÓN DE O2: es la fracción inspirada de O2. Varía desde 0.21 a 1. 

TIPOS DE VENTILACIÓN MECÁNICA

- Ventilación mecánica invasiva

También conocida como ventilación mecánica tradicional, es una modalidad de tratamiento ventilatorio que se realiza a través de un tubo endotraqueal o un tubo de traqueostomía.

- Ventilación mecánica no invasiva

Se define la ventilación mecánica no invasiva (VMNI), como una modalidad de tratamiento ventilatorio sin intubación orotraqueal, que produce efectos beneficios derivados de la aplicación de presión positiva en el sistema respiratorio.  Dicho beneficios los explicaremos más adelante en la entrada dedicada a este tipo de ventilación.

VENTILACIÓN MECÁNICA INVASIVA

La ventilación mecánica invasiva a su vez se puede dividir en:

1. Modos de soporte ventilatorio total: el ventilador realiza todo el trabajo para mantener una ventilación alveolar efectiva. Las variables son fijadas por el clínico y controladas por la máquina.

2. Modos de soporte ventilatorio parcial: en estas modalidades, tanto el paciente como el ventilador, van a colaborar en mayor o menor medida para contribuir a la ventilación alveolar efectiva. Ventajas del soporte ventilatorio parcial sobre el soporte ventilación total: 

·         Mayor sincronización del paciente- máquina

·         Reduce la necesidad de sedación

·         Reduce la atrofia muscular por desuso            

·         Mejor tolerancia hemodinámica

·         Facilita la desconexión a la máquina o destete.

MODALIDADES DE  SOPORTE VENTILATORIO TOTAL:

 VM CONTROLADA (VCM) O IPPV

Suple totalmente la función respiratoria del paciente. Se genera por inspiraciones con presión positiva a intervalos fijos de tiempo de forma automática sin que exista sistema alguno que permita la sincronización con el paciente

Indicaciones:

- Momentos iniciales de VM

- Cuando el paciente no puede realizar ningún esfuerzo.
- Cuando nos interesa que el paciente no haga ningún esfuerzo :

•  Tórax inestable
•  Insuficiencia respiratoria de origen neuromuscular
•  TCE con HIC
•  Paciente quirúrgico

Fijamos:

• FR
• VC
• FIO2,
• PEEP (opcional)
• I: E
• Flujo

Monitorizamos:

• Presión Pico
• Presión Meseta
• VC espirado

VENTILACIÓN MECÁNICA ASISTIDA CONTROLADA

El respirador es sensible a los esfuerzos inspiratorios del paciente. Si el respirador no detecta un esfuerzo inspiratorio en un tiempo programado, se inicia un ciclo programado automáticamente.

El mecanismo que activa el inicio del flujo inspiratorio se denomina TRIGGER.

Trigger es el mecanismo por el que el respirador detecta un esfuerzo inspiratorio del paciente iniciando el ciclo inspiratorio. Se trata de unos sensores que son capaces de detectar caídas de presión o variaciones de flujo en la vía aérea del paciente. A mayor sensibilidad del trigger, menor variación de presión o flujo debe generar el paciente para “disparar” el respirador.

La adaptación del paciente se consigue con una cuidadosa programación del Trigger

Indicaciones:

•  Modo más frecuente de inicio de VM

Ventajas/ inconvenientes:

•  Reduce la necesidad de sedación
•  Previene la atrofia de los músculos respiratorios
•  Inconveniente: Hiperventilación

Programamos:

• FR mínima
• Trigger
• VC
• FIO2,
• PEEP (opcional)
• I: E
• Flujo

Monitorizamos:

• Presión Pico
• Presión Meseta
• FR
• VC espirado

-      

VENTILACIÓN CON PRESIÓN CONTROLADA

El método de ciclado es por presión

El respirador insufla de forma programada un VC variable hasta alcanzar una presión en vía aérea predeterminada

La ventilación controlada a presión se propone con la finalidad de limitar la presión alveolar. En esta modalidad se ajusta el nivel de presión inspiratoria que se desea utilizar, la frecuencia respiratoria y la duración de la inspiración, y son variables el volumen circulante y el flujo.
La limitación más destacable es el riesgo de hipoventilación y los efectos que se pueden producir debido a las modificaciones en el volumen. Por este motivo, es frecuente asociar la utilización de la ventilación controlada a presión con la relación I:E invertida, ya que la prolongación del tiempo inspiratorio puede de alguna manera evitar la hipoventilación.

Indicaciones:

•  Enfermedades con poca distensibilidad pulmonar (Síndrome de Distrés respiratorio del Adulto SDRA).

Programamos:

• FR
• Presión Pico
• FIO2
• I: E A veces se invierte la relación para mejorar la oxigenación sin necesitar elevados niveles de presión en vía aérea. I: E= 2:1 ó 3:1

Monitorizamos:

•  VC

2.       SOPORTE VENTILATORIO PARCIAL

VENTILACIÓN MANDATORIA INTERMITENTE (IMV)

En esta modalidad, el paciente respirar de manera espontánea.

Entremezclado con estas respiraciones espontáneas, a intervalos regulares, el ventilador proporciona ciclos programados.

La IMV asegura un VE mínimo pero no predice VE total, por lo que existe riesgo de hipoventilación / hiperventilación.

En esta modalidad, los ciclos espontáneos pueden ser “ayudados” con PS o PEEP.

Programamos:

•  FR controlada
•  FIO2
•  VC para ciclos controlados
• Trigger

Monitorizamos:

• FR
• VC en respiraciones espontáneas
• VM
• Presión Pico

VENTILACIÓN MANDATORIA INTERMITENTE SINCRONIZADA (SIMV)

- El modo de IMV no es sensible al ciclo ventilatorio del propio paciente, de este modo se puede añadir una respiración programada sobre una respiración del propio paciente

- En el caso de la SIMV, las respiraciones forzadas se sincronizan para que sigan a la espiración del paciente

Programamos:

• FR mínima
• VC para ciclos controlados
• FIO2
• Trigger
• Presión soporte para ciclos espontáneos

Monitorizamos:

• FR
• VC ciclos espontáneos
• VM
• Presión Pico

PRESIÓN DE SOPORTE (PSV)

- Proporciona una presión positiva de apoyo a la fase inspiratoria iniciada por el propio paciente

- Tiene por objetivo disminuir el trabajo y esfuerzo respiratorio del paciente

- La presión soporte puede variar entre 5-10/ 15- 20 cm H2O

- Puede combinarse con otras modalidades

Indicaciones:

• Proceso de destete

Programamos:

• Presión Soporte
• Trigger
• FiO2

Monitorizamos:

• FR
• VC

PRESIÓN CONTINUA EN VIA AÉREA (CPAP)

Proporciona un flujo continuo a presión positiva de modo que no permite nunca que la presión de las vías aéreas caiga a cero (colapso alveolar)

El paciente realiza todo el trabajo respiratorio de forma espontánea

Indicaciones:

• Proceso de destete

Programamos:

• PEEP
• FIO2

Monitorizamos:

• FR
• VC

COMPLICACIONES DE LA VENTILACIÓN MECÁNICA

- Atelectasias

- Barotráuma.

• Neumomediastino.
•  Enfisema subcutáneo
• Neumotórax
• Neumoperitoneo.

- Incremento de la presión intraalveolar.

- Disminución del gasto cardíaco, arritmias, hipotensión arterial.

- Sobreinfecciones: Neumonía y sinusitis nosocomiales…

- Toxicidad por el oxígeno.

- Hipertensión endocraneal.

- Atrofia de los músculos respiratorios y / o polineuropatía en ventilaciones mecánicas prolongadas.

- Aumento de la presión intraperitoneal con afectación hepática, circulación portal y esplénica.

- Úlceras por estrés.

- Aumento de la presión hidrostática: Edemas, anasarca,…

- Obstrucción de la vía aérea por tapón mucoso.

- Hipoventilación: hipoxemia, hipercapnia.

- Rotura del balón.

- Acodamiento o desplazamiento del tubo.

Con esta entrada he podido hacerme un esquema mental de los tipos de ventilación que hay y qué modalidades están dentro de cada uno de ellos. También he podido llegar a comprender algunas modalidades que todavía no conseguía entender bien a pesar de haberlas mirado con anterioridad.

Creo que el dividir un tema tan amplio como es la ventilación mecánica en varias entradas puede resultarnos de gran ayuda a la hora de comprender los respiradores a los que están conectados muchos de nuestros pacientes.

 Bibliografía:

- Clemente F. Ventilación mecánica. Guía práctica para enfermería. 2009. URL disponible en: http://www.enfermeriarespira.es/about/fisiologia-del-aparato-respiratorio

-   Capítulo 6: Modos de soporte ventilatorio. Fundamentos de la ventilación mecánica. URL disponible en: http://www.fundamentosventilacionmecanica.com/C6.html

- Esquinas Rodríguez A. Cuidados de enfemería en ventilación mecánica no invasiva. 10-13. URL disponible en: http://actasanitaria.com/fileset/doc_59430_FICHERO_NOTICIA_91742.pdf