Lic. Setten & Dr. Rodríguez


Mariano Setten
msetten@cemic.edu.ar - graaveplus.wordpress.com

- Lic. En Terapia Física
Especialista en Kinesiología Intensivista
Profesor universitario (Univ. Del Salvador e Instituto Univ. CEMIC)
Coordinador de Terapia Física de CEMIC (CABA)  

Dr. Pablo Rodríguez

- Especialista en Medicina Interna, Medicina Crítica y Neumonología
Profesor Asociado de Medicina del Instituto Universitario CEMIC
Jefe de la Unidad de Terapia Intensiva de CEMIC (Hospital Universitario Sede Pombo)


INTRODUCCIÓN

La utilización de la presión positiva de fin de espiración (PEEP) ha sido ampliamente descripta para el tratamiento de la hipoxemia en el síndrome de distrés respiratorio agudo, así como también como facilitador del gatillado del ventilador mecánico en situaciones de atrapamiento aéreo con generación de autoPEEP.

La aplicación de PEEP en situaciones de pérdida de volumen pulmonar tiene como objetivo principal intentar restituir el volumen de fin de espiración y a partir de él mejorar tanto los parámetros de mecánica toraco-pulmonar como del intercambio gaseoso. Además, el beneficio de la titulación óptima de esta variable contribuiría a reducir la potencial lesión inducida por la ventilación mecánica (VM) denominada “VILI, ventilator induced lung injury”.

Basados en los cambios generados en la mecánica toraco-pulmonar y en las propuestas de diferentes autores, describiremos en esta comunicación la utilidad de la PEEP en la programación de la ventilación asistida proporcional plus (PAV+).

OBJETIVOS DE LA PUBLICACIÓN

  • Describir la función de la Presión Positiva de Fin de Espiración Durante la Ventilación Mecánica Invasiva;
  • Comprender el efecto sobre el trabajo respiratorio durante la respiración espontánea;
  • Explicar la utilización de la Presión Positiva de Fin de Espiración para la programación de la ventilación asistida proporcional.

UTILIDAD DE LA PRESIÓN POSITIVA DE FIN DE ESPIRACIÓN DURANTE LA VENTILACIÓN MECÁNICA

Desde la definición y descripción original del síndrome de distrés respiratorio agudo (SDRA) se ha utilizado la PEEP para su tratamiento; con el objetivo de restituir el volumen alveolar perdido, reducir la falta de homogeneidad de ventilación presente en esta patología, y buscando:

  1. la mejora en la relación V/Q de unidades alveolares previamente mal ventiladas;
  2. optimizar la distensibilidad global del sistema respiratorio.

La consecuencia no deseada de su aplicación es que podría contribuir a la generación de VILI y también comprometer la circulación pulmonar y sistémica. Esto último es consecuencia del incremento de la presión intratorácica, con la consiguiente disminución del retorno venoso central e incremento de la postcarga ventricular derecha. Por otro lado, durante la sístole, la PEEP reduciría la postcarga del ventrículo izquierdo.

Además de los efectos sobre la relación V/Q ya mencionados responsables de alteraciones en el intercambio gaseoso, la reducción del volumen alveolar en condiciones fisiopatológicas modifica las propiedades mecánicas del sistema respiratorio. La relación entre el volumen y la presión elástica disminuye cuando el volumen pulmonar baja, incrementando el trabajo elástico necesario para respirar.

Asimismo, la relación entre el volumen pulmonar y la resistencia de la vía aérea es inversamente proporcional, con lo que el incremento de esta última a bajo volumen también aumenta el trabajo resistivo. A menor volumen alveolar, se genera menor tracción radial sobre los bronquios, incrementando la resistencia al flujo aéreo.

El cambio de conformación del sistema respiratorio se basa en la “Ecuación del movimiento del sistema respiratorio”.

Según esta ecuación, a partir de una diferencia entre la presión aplicada al sistema respiratorio, la suma del respirador (PSR) y del esfuerzo de paciente (PMUS), y la basal (PEEP) es igual a las sumas de las presiones elásticas y resistivas del sistema, es decir, la suma de los productos de la elastancia (ESR) por el volumen (Vo) y la resistencia (RSR) por el flujo (F).

En el caso de ausencia de flujo, en situación estática, esa diferencia de presión corresponderá a la P elástica; definida por la suma de las presiones de distensión de la caja torácica (PCT) y de los pulmones, denominada presión transpulmonar (PTP). Esta también es influenciada por los cambios de la presión intra-abdominal, que al aumentar, producen un aumento en la ESR responsable de la caída de la capacidad residual funcional (CRF).

En términos de mecánica pulmonar, el incremento de la ESR o la reducción de la CRF indican pérdida de volumen alveolar por colapso de unidades alveolares en ausencia de otros factores. Un aumento de la PCT por el posicionamiento del paciente, la pérdida del tono muscular diafragmático (por uso de sedación y/o bloqueo neuromuscular), procesos abdominales o incremento del espesor de la propia pared torácica por edema, potenciaría el colapso de unidades alveolares.

Restaurar las alteraciones funcionales en términos de mecánica a partir de la aplicación de PEEP parece un objetivo razonable, tanto para mejorar la distribución del volumen pulmonar, como así también para disminuir el trabajo respiratorio (WOB) durante la ventilación mecánica asistida/espontánea.

En patologías como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica exacerbada (EAEPOC) la presencia de PEEP intrínseca (PEEPi) generada por la falta/disminución del retroceso elástico del parénquima pulmonar, producto de la fisiopatología, y la obstrucción al flujo aéreo son los responsables del incremento del trabajo respiratorio, tanto en la respiración asistida como en la espontánea, con o sin ventilación mecánica.

En el caso de encontrarse el paciente con asistencia ventilatoria mecánica (AVM), la PEEPi se asocia a un incremento en la dificultad y/o imposibilidad de gatillar el ventilador. En situaciones de hiperinsuflación dinámica, durante la fase de soporte ventilatorio parcial predispone a un aumento del WOB, disnea y asincronías paciente-ventilador.

Un ejemplo de esta situación, es el resultado de históricos estudios de Nava y col que demostró que durante la ventilación mecánica espontánea continua con presión soporte (CSV-PC) el agregado de 5 cmH2O de PEEP, disminuye en forma significativa la actividad diafragmática evidenciada en la EMGdi , en pacientes con EPOC o con hipercapnia crónica.

En resumen, el efecto de la PEEP para disminuir el WOB se puede explicar a través de dos mecanismos:

  • Por disminución de la carga umbral que debe enfrentar para iniciar la inspiración, contrabalanceando el efecto del atrapamiento aéreo (PEEPi), por ejemplo, en los pacientes con EAEPOC.
  • Por incremento de la compliance del sistema respiratorio, reduciendo la carga elástica por incremento de la CRF, por ejemplo, en los pacientes con injuria pulmonar aguda y, tal vez en menor medida, por la menor RSR asociada al reclutamiento de volumen.

PAV+, PEEP Y MECÁNICA TORACO-PULMONAR

La ventilación asistida proporcional (PAV+) es un modo de soporte ventilatorio parcial en el que el ventilador genera presión en proporción al esfuerzo del paciente (PMUS). Utiliza la ecuación del movimiento para generar la entrega de presión durante la inspiración buscando superar las dos principales fuerzas que se oponen a la insuflación pulmonar: la resistencia y la elastancia del sistema respiratorio, de acuerdo a la ecuación de movimiento mencionada anteriormente.

Durante la programación del PAV+ no se establece el flujo, el volumen o la presión de la vía aérea, permitiendo al paciente mantener un control completo, al menos teóricamente, sobre su patrón de respiratorio. A diferencia de otras implementaciones de PAV, en PAV+ no se requiere informar al respirador sobre las variables del sistema respiratorio (ESR y RSR).

Las recomendaciones para la configuración inicial del ventilador para utilizar el modo PAV+ son:

1. Ingresar el peso corporal predicho (PBW).
2. Ingresar el calibre del tubo endotraqueal o de traqueostomía.
3. Establecer la sensibilidad espiratoria en 3 L/min.
4. Configurar la sensibilidad inspiratoria como en cualquier otro modo.
5. Establecer el límite de volumen tidal alto en un valor correspondiente a 15 ml/kg de PBW.
6. Establecer un límite de presión máxima (Ppeak) a 40 cmH2O.
7. Mantener la PEEP y FiO2 que tenía el paciente de acuerdo con los criterios de su unidad.
8. Configurar el porcentaje de asistencia.

En cuanto a la titulación de PEEP, podemos observar en el punto “7” que se limita únicamente a los criterios de oxigenación, probablemente. Un enfoque de configuración del nivel de asistencia fue desarrollado por Carteaux y cols., quienes proponen que la PMUS puede ser estimada a partir de la presión generada por el ventilador (diferencia entre presión pico y PEEP) en función del porcentaje de asistencia.

Ajustando la ganancia intentan alcanzar un rango predefinido de nivel de PMUS por ciclo ventilatorio de entre 5 y 10 cmH2O. Utilizando la siguiente fórmula:

En este caso las modificaciones en la titulación de la PEEP tendrían un efecto indirecto en la fórmula en el caso de que generen cambios positivos en la mecánica del SR (disminución de la resistencia y/o de la elastancia) modificando el resultado de la PMUS calculada. En esta forma de programación también se sostiene la PEEP que el paciente tiene programada previo al inicio de PAV+.

Otra de las formas de programación del modo PAV+ es el algoritmo propuesto por M. Younes y D. Georgopoulos (Fig. 1) en el que se sugiere iniciar con un nivel de asistencia suficientemente alto (70%), pero lejos del área donde los fenómenos run-away (sobre asistencia por sobrestimación de la carga) puedan ocurrir.

Esta elección está basada en el hecho que al 70% de ganancia la sub-asistencia es poco frecuente y, de existir, generalmente se debe a dos mecanismos, un disparo demorado en presencia de hiperinsuflación dinámica y debilidad muscular o también en situaciones de pacientes con ESR muy elevada a bajo volumen pulmonar. 

Ambas condiciones pueden ser mejoradas al aumentar la PEEP (Fig. 2). Los autores proponen aumentar la PEEP hasta que la compliance del SR (CSR), es decir la inversa de la ESR, deje de incrementarse. Esta maniobra es comúnmente efectiva en presencia de limitación al flujo espiratorio (hiperinflación dinámica); en estos pacientes, el aumento de la PEEP no afecta el volumen pulmonar al final de la espiración, mejorando el gatillo inspiratorio del ventilador.

En pacientes con alta ESR a bajos volúmenes pulmonares, el aumento de PEEP eleva el volumen pulmonar de fin de espiración, colocando al sistema en una porción más complaciente de la curva Presión-Volumen.

En general, luego del ajuste de PEEP junto a una asistencia del 70%, muy pocos pacientes continuarían teniendo esfuerzo respiratorio excesivo.

Fig. 1- Algoritmo propuesto M. Younes y D. Georgopoulos para la implementación de PAV+. PEEP: presión positiva de din de espiración, Vt: volumen tidal, FR: frecuencia respiratoria; Csr: compliance del sistema respiratorio, Rsr: resistencia del sistema respiratorio.

PEEP y PAV+

La PEEPi se asocia con un retraso del disparo del ventilador mecánico. En el modo PAV+, una vez que se activa el ventilador, la generación de PSR es “continuamente” proporcional a la PMUS. Sin embargo, durante la fase de inicio/gatillado, el ventilador no proporciona asistencia.

Un retraso en el inicio de la presurización por parte del ventilador reduce la fracción correctamente asistida del tiempo inspiratorio neural y, por lo tanto, la asistencia global del ventilador, esto ocurre en todos los modos ventilatorios en presencia de atrapamiento aéreo.

En pacientes críticos ventilados en modo PAV +, Kondili y col. mostraron que un aumento en PEEPi de 0.8 a 3.2 cmH2O debido a un aumento en la carga de trabajo respiratorio por la compresión de la pared torácica y abdominal condujo a una disminución en la porción del esfuerzo inspiratorio soportado del 86 al 66%.

La activación neumática convencional utilizada en la ventilación PAV+ aparece como una limitación en este sentido. Es de destacar que esta falta de asistencia entregada por PAV+ puede prevenir la aparición de fenómenos de run-away. Este estudio muestra el papel principal que puede generar la PEEPi en la inexactitud de PAV+.

En este contexto es recomendable realizar una cuidadosa titulación de la PEEP externa. En presencia de PEEPi, el valor calculado podría subestimar la elastancia del sistema respiratorio. Además, las recomendaciones clínicas deben incluir el uso de una alta sensibilidad para el gatillado.

PUNTOS CLAVE

Los pacientes con patrón respiratorio rápido y superficial pueden estar bien apoyados con el modo PAV+, y, la selección de la PEEP, con el objetivo de bajar el WOB elástico, están clínicamente bien demostrados.

Se debe recordar la falta de asistencia durante el gatillado del ventilador mecánico, para disminuir el esfuerzo del paciente en este punto se recomienda, utilizar niveles muy sensibles de gatillo inspiratorios (evitando el auto-disparo) y en sospecha de PEEPi, titular la PEEP extrínseca como facilitador.

Recordar que, más allá que el ventilador mecánico PB840 – 980, durante el modo PAV+,el ventilador proporciona un valor estimado de PEEPi, este no se toma en cuenta para el cálculo de trabajo respiratorio y en consecuencia de la presión necesaria para distender el sistema.

Fig.2- Impacto de la variación de la PEEP en la PMUS en un paciente ventilado en PAV+ con 50% de ganancia a partir del cálculo de Carteaux. Las gráficas fueron tomadas con un monitor externo al ventilador.

Fig.3- Esfuerzo no conducido en un paciente en VM con modo PAV+, solucionado a partir de mínima modificación en la PEEP.  Las gráficas fueron tomadas con un monitor externo al ventilador.

Bibliografía Complementaria

Younes M, Puddy A, Roberts D et al. Proportional assist ventilation. Results of an initial clinical trial. Am Rev Respir Dis. 1992 Jan;145(1):121-9.

Georgopoulos D, Giannouli E, Patakas D. Effects of extrinsic positive end-expiratory pressure on mechanically ventilated patients with chronic obstructive pulmonary disease and dynamic hiperinflation. Intensive Care Med 1993;19:197-203.

Younes M, Brochard L, Grasso S et al. A method for monitoring and improving patient: ventilator interaction. Intensive Care Med. 2007 Aug;33(8):1337-46.

Carteaux G, Mancebo J, Mercat A et al. Bedside adjustment of proportional assist ventilation to target a predefined range of respiratory effort. Crit Care Med. 2013 Sep;41(9):2125-32.

Marini J. Ventilator-associated problems related to obstructive lung disease. Respir Care 2013;58(6):938-47.

Beloncle, F., Akoumianaki, E., Rittayamai, N. et al. Accuracy of delivered airway pressure and work of breathing estimation during proportional assist ventilation: a bench study. Ann. Intensive Care 6, 30 (2016). https://doi.org/10.1186/s13613-016-0131-y

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ESTRATEGIAS PARA REDUCIR LA INJURIA PULMONAR INDUCIDA POR LA VENTILACIÓN MECÁNICA (VILI)
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