Libro Electrónico de Medicina Intensiva. ISSN 1578-7710. Para los profesionales del enfermo crítico.

martes, 26 de abril de 2011

11.8 Modos convencionales de ventilación mecánica

Libro electrónico de Medicina Intensiva
Sección 11. Insuficiencia respiratoria y ventilación mecánica
Capítulo 8. Modos convencionales de ventilación mecánica. Ed. 1ª, 2008.

Autor:

Dra Angela Alonso Ovies
Unidad de Cuidados Intensivos
Hospital de Fuenlabrada


A. INTRODUCCIÓN

Los ventiladores mecánicos actuales permiten diferentes modos de ventilación y mayor información tanto del estado del paciente y como del ventilador mismo. Igualmente, permiten una gran variedad de modos de ventilación.

En el ciclo respiratorio con ventilación mecánica se distinguen tres “variables de fase” que serían [1]:
  1. variable de trigger o disparo responsable de iniciar la inspiración. Este trigger puede ser de presión, flujo o tiempo.
  2. Variable de ciclado cuya función es finalizar la inspiración para dar lugar a la espiración. Puede ser de volumen, presión, flujo o tiempo.
  3. Variable de control o limite cuya misión es la de controlar la entrega de gas y es la responsable de interrumpir la entrada de gas si se excede un valor prefijado de presión volumen o flujo.

B. CLASIFICACIÓN DE LOS MODOS DE VENTILACIÓN MECÁNICA

Una manera de clasificar inicialmente los modos de ventilación mecánica puede ser en función estas “variables de fase”.

En función de cómo se termine o limite la entrada del volumen corriente en el sistema respiratorio (variable de ciclado), los modos de ventilación se pueden dividir en dos grandes grupos: los limitados por presión y los limitados por volumen. Características principales de ambos:
  • Limitados o ciclados por presión: aportan y mantienen una determinada presión durante toda la inspiración; el volumen corriente variará en función de esta presión prefijada.
  • Limitados o ciclados por volumen: entregan un volumen corriente determinado, y lo que variará será la presión requerida para insuflarlo, en función de las características mecánicas del sistema respiratorio.
En cada respiración existen unos parámetros que son variables (presión, volumen, flujo y tiempo) y otros que son constantes (distensibilidad o compliance y resistencia). Según la variable que controlemos, las modalidades de los ventiladores también pueden denominarse controladas por volumen, presión, flujo o tiempo. Por ejemplo, durante la ventilación controlada por presión, la presión es la variable independiente (la que controlamos), y tanto volumen como flujo podrán variar en función de la morfología de la onda de presión, así como de la resistencia y la compliance del sistema respiratorio.

Los modos de ventilación mecánica también se pueden clasificar en función de “quién”, máquina o paciente, lleve a cabo las diferentes variables de fase. Es decir, en función de quién realice el inicio de la inspiración, la terminación de la misma y la interrupción de la entrada de gas si se excede un valor prefijado en cada ciclo (Tabla 1) [2].

Tabla 1. Tipos de respiración en función de quién controle las variables de fase [2].


Variables de fase
Tipo de respiración
Trigger
Ciclado
Control
Controlada
Máquina
Máquina
Máquina
Asistida
Paciente
Máquina
Máquina
De soporte
Paciente
Paciente
Máquina
Espontánea
Paciente
Paciente
Paciente
Variable de trigger: determina el inicio de la inspiración.
Variable de control: flujo, presión o volumen determinado que no se puede exceder en cada inspiración.
Variable de ciclado: determina el final de la inspiración.

B1. Modos de ventilación mecánica

De esta manera tendríamos:
  • Ventilación controlada (VC): Es el ventilador quien controla todas las variables de fase: libera un número de ciclos pautados, con el volumen (Volumen Control: VVC) (Fig. 1) o la presión (Presión Control: VPC) (Fig. 2) fijada previamente, independientemente de los esfuerzos inspiratorios del paciente, así como la duración de cada ciclo (tiempos inspiratorio y espiratorio). Así, en el ventilador se programa tanto la frecuencia como el volumen corriente (en VVC) o la presión (en VPC). Si el paciente no está en apnea o bien sedado y/o relajado puede existir "lucha" (desadaptación) con el respirador.
Figura 1: Ventilación Volumen Control (VVC)

Figura 2: Ventilación Presión Control (VPC)
  • Ventilación asistida (VA): El paciente "dispara" la máquina al realizar un esfuerzo inspiratorio, y ésta le “asiste”, le manda un ciclo de gas a presión positiva con el volumen o la presión prefijadas (ventilación asistida por volumen o ventilación asistida por presión, respectivamente). La frecuencia respiratoria la dicta el paciente, y si ésta es alta, dará lugar a un volumen minuto alto y a hiperventilación. La combinación de esta modalidad con la controlada, ha dado lugar a la Ventilación asistida/controlada (VAC) (Fig. 3), donde el ventilador sensa los esfuerzos inspiratorios del paciente, cuando están presentes, y los asiste liberando un ciclo con el volumen o la presión prefijada, pero también cicla automáticamente en ausencia de estos esfuerzos (se pautan un número de ciclos "controlados").
Figura 3: Ventilación Asistida Controlada (VAC)
  • Ventilación con presión de soporte (VPS) (Fig. 4): el ventilador “ayuda” al paciente a realizar sus respiraciones espontáneas. Se pauta una presión positiva, que se alcanza de forma intermitente en la vía aérea siempre que el paciente realiza un esfuerzo inspiratorio. Pero es el paciente el que desencadena cada ciclo y el que lo termina, y el ventilador solo aporta gas hasta alcanzar la presión pautada. Esta PS se puede asociar a otros modos ventilatorios para ayudar a las respiraciones espontáneas del paciente.
Figura 4: Ventilación en Presión de Soporte (PS)
Como se deduce de lo expuesto anteriormente, cada una de estas modalidades estará indicada en función del “drive” respiratorio del paciente. La ventilación controlada (VC) deberá elegirse en casos de ausencia total del estímulo respiratorio, con independencia de la causa que lo origine (neurológica, metabólica, farmacológica). En los casos en los que el paciente conserve un estímulo respiratorio normal, sin presentar agitación o taquipnea, el modo de elección sería la ventilación asistida-controlada (VAC), que permite al paciente disparar el respirador según su frecuencia propia, manteniéndose a su vez por la máquina una frecuencia de seguridad que garantiza una ventilación mínima. Este modo puede suplir la mayoría de las veces la VC ya que puede asegurar un correcto volumen minuto en caso de no existir estímulo inspiratorio, a la vez que mantiene activo el trigger que permite al paciente realizar ciclos propios si llega el caso[3].
Se ha visto que el mantener la respiración espontánea durante la ventilación mecánica, incluso en situaciones de insuficiencia respiratoria severa, es beneficioso para el paciente (ver apartado de “presión de soporte”), y debe ser ayudada y mantenida mediante modos como BIPAP + PS o APRV (ver abajo), sin esperar a la fase de destete para ello [4, 5, 6].

B2. Otras modalidades de ventilación mecánica de uso frecuente

Existen otro gran número de modos de ventilación que aportan los ventiladores modernos, en ocasiones resultado de la combinación de varios de ellos. Entre los más conocidos estarían [7, 8]:
Ventilación mandataria intermitente (IMV): Combinación de la ventilación espontánea y la controlada por volumen. Los ciclos espontáneos del paciente se superponen sobre los ciclos pautados en controlada, es decir, entre los ciclos pautados que libera el ventilador el paciente respira libremente. Se usa cuando el paciente puede realizar al menos algo del trabajo respiratorio, pero la respiración espontánea a través de un circuito puede obligar al paciente a realizar un trabajo extra que le agote. Tiene menor riesgo de hiperventilación que la VAC, aunque no está exento de ello.
  • Ventilación mandataria intermitente sincronizada (SIMV) (Fig. 5): al anterior modo se añade la sincronización, que consiste en evitar la suma en un mismo ciclo de una respiración espontánea con otra pautada. Cuando toca liberar una respiración pautada, el respirador se hace "sensible" al esfuerzo inspiratorio del paciente y ajusta este ciclo a ese esfuerzo, liberando el volumen pautado. Entre estos ciclos pautados, el paciente respira libremente. La ventaja sobre la IMV es que la SIMV es más confortable. A los ciclos espontáneos se puede añadir presión de soporte (SIMV + PS).
Figura 5: Ventilación Mandataria Intermitente Sincronizada (SIMV)

  • Ventilación por volumen minuto mandatorio (mmV): Está diseñada para aportar un determinado volumen minuto. Esto no se consigue pautando un determinado número de respiraciones por minuto, sino que, mediante un mecanismo electrónico de retroalimentación, se compara continuamente el "rendimiento" del paciente con el rendimiento deseado, compensándose las diferencias. Puede ser un modo útil para el destete, como transición entre el soporte total del ventilador y la respiración espontánea.
  • Presión positiva continua en la vía aérea (CPAP): Es un modo de respiración espontánea con un nivel de presión positiva continua tanto en la inspiración como en la espiración. No se liberan ciclos mecánicos con presión positiva. La única diferencia con la respiración espontánea normal es que la CPAP se realiza por encima de la presión atmosférica, a un nivel determinado por la PEEP preestablecida. Las únicas variables que el médico puede pautar son el nivel de presión continua y el trigger. Este modo puede compensar el trabajo respiratorio añadido que supone el respirar a través de los sistemas de ventilación mecánica.
  • Presión positiva bifásica en la vía aérea (BIPAP): Es un modo ventilatorio a presión control, con lo que se pautan un número de ciclos, una presión inspiratoria a alcanzar sobre una PEEP, y un tiempo inspiratorio, que se realizan si el paciente no realiza ningún esfuerzo inspiratorio. Pero si el paciente respira espontáneamente lo podrá hacer de forma asistida (BIPAP asistida) o con ayuda de presión de soporte (BIPAP + PS), ajustando el ventilador sus ciclos pautados de forma sincrónica.
  • Ventilación con liberación de presión en la vía aérea (airway pressure-release ventilation, APRV) (Fig. 6): consiste en pautar dos niveles de CPAP que se aplican durante periodos predeterminados de tiempo. Este modo permite la respiración espontánea que sucede en ambos niveles de CPAP.
Figura 6: Ventilación con Liberación de Presión en la Vía Aérea (APRV)
  • Ventilación proporcional asistida (PAV): este modo permite un flujo de gas libre que varía en función del esfuerzo generado por el paciente. La presión en la vía aérea producida por la máquina para ayudar al esfuerzo inspiratorio del paciente está determinada por el flujo inspiratorio generado por el propio paciente y el volumen, siendo el médico el que determina la amplificación de estas variables. Por ejemplo, si el ventilador se programa para descargar en un 50% el esfuerzo inspiratorio del paciente, todas las respiraciones serán ayudadas a este nivel, independientemente del volumen o del flujo inspiratorio.

A pesar de esta gran variedad de modos de ventilación mecánica disponibles en la actualidad, la práctica diaria es mucho más limitada. En tres estudios observacionales llevados a cabo por Esteban et al a lo largo de los años 90 [9, 10, 11], se observó que ante la falta de evidencia de la superioridad de un modo sobre otro, junto con la mayor experiencia en el uso de la ventilación asistida-controlada, era este modo el más comúnmente utilizado en las UCIs. Esta predominancia de la VAC era independiente de la causa del inicio de la ventilación mecánica y se mantenía a lo largo de todo el curso de la misma. Tabla 2 [12].

Tabla 2: Modos de ventilación mecánica utilizados en tres estudios observacionales (a)


1992
Esteban et al [9]
1996
Esteban et al [10]
1998
Esteban et al [11]
VAC
55%
47%
53%
VPC
1%
-
5%
SIMV
26%
6%
8%
SIMV + PS
8%
25%
15%
PS
8%
15%
4%

VAC: Ventilación asistida-controlada, VPC: ventilación presión control, SIMV: ventilación mandatoria intermitente sincronizada, PS: presión de soporte.
(a) En los dos primeros estudios, el porcentaje corresponde al modo usado en el día del estudio, en el tercero corresponde a modo usado en el primer día de ventilación mecánica.


C. VENTILACION CONTROLADA POR VOLUMEN VERSUS CONTROLADA POR PRESIÓN

C1. Ventilación controlada por volumen:

En este modo el objetivo primario es la administración de un volumen tidal determinado. La variable de ciclado es el volumen (cuando se alcanza el volumen determinado se termina la inspiración) y la de control es el flujo, con lo que lo correcto sería hablar de “ventilación controlada por flujo y ciclada por volumen” [13]. Cada ciclo es liberado por la máquina con un mismo perfil inspiratorio flujo-tiempo predefinido. Como el volumen viene definido por el área bajo la curva flujo-tiempo, el volumen tidal permanecerá fijo y no se afectará por los esfuerzos inspiratorios del paciente [14]. El patrón de flujo inspiratorio más usado en este modo ventilatorio es el de flujo constante (de onda cuadrada), aunque también son cada vez más usados los flujos inspiratorios decelerados (el flujo disminuye conforme aumenta el volumen pulmonar) que son efectivos en disminuir las presiones pico en la vía aérea. En este modo las presiones inspiratorias pico en cada ciclo serán variables. Los parámetros a establecer a la hora de elegir este modo de ventilación son: la forma del perfil del flujo inspiratorio, el volumen tidal, la frecuencia respiratoria, y la variable de tiempo en forma de relación I:E o de tiempo inspiratorio.

C2. Ventilación controlada por presión:

En estos modos se establece una presión pico inspiratoria que se alcanzará durante la inspiración, y que constituirá la variable de control. La variable de ciclado será el tiempo, con lo que estaríamos ante una “ventilación controlada por presión y ciclada por tiempo” [13]. Los parámetros, pues, a fijar son el límite de presión, la frecuencia respiratoria y el tiempo inspiratorio o relación I:E. El flujo inicial se entrega rápido para alcanzar la presión predeterminada, tras lo cual va decelerándose para mantener la presión en el límite fijado hasta que se completa la fase inspiratoria (flujo inspiratorio decelerado). El patrón de la curva presión-tiempo será de forma cuadrada. Estas características hacen que se mejore la distribución de la ventilación y se limiten las presiones regionales máximas entre las distintas unidades pulmonares.

En estos modos, el volumen tidal y el patrón de flujo variarán en cada respiración en función del gradiente de presión existente entre la vía aérea y el alveolo cuando se alcanza el inflado pulmonar, la resistencia de la vía aérea, la distensibilidad del sistema respiratorio y el tiempo disponible para la inspiración. De esta manera, cuando los pulmones o la pared torácica se vuelven rígidos o cuando aumenta la resistencia en la vía aérea, el volumen tidal disminuye dando lugar a un descenso peligroso en el volumen minuto, hipoxemia e hipercapnia. Sin embargo, a diferencia de los modos controlados por volumen, no predispone a un mayor riesgo de barotrauma[14].

A la hora de comparar estos dos modos de ventilación son varios los factores a considerar, como la seguridad y el confort – sincronía con el paciente.

Los modos controlados por volumen aseguran el volumen minuto, hacen que el ventilador entregue un volumen tidal determinado sin controlar la presión que ha de ser necesaria para la apertura de la vía aérea, la cual puede alcanzar valores elevados cuando aumenta la resistencia o disminuye la distensibilidad. Se pueden desarrollar presiones alveolares muy elevadas con los esfuerzos espiratorios o en los accesos de tos, lo que somete a los alvéolos a fuerzas de estiramiento (“stretching forces”) peligrosas. Conviene en estos modos ajustar los límites de presión (las alarmas de presión en el ventilador), pero esto puede provocar que no se entregue el volumen tidal prefijado cuando se alcanzan estos límites.

Los modos controlados por presión, sin embargo, controlan de forma efectiva las presiones pico y media de la vía aérea. Este control garantiza que no se alcanzará una presión más alta en el alveolo que la establecida, aunque existen riesgos de que esto ocurra con la tos. Por ello este modo ventilatorio se ajusta bien a las estrategias de ventilación protectora pulmonar centradas en la regulación de la presión en la vía aérea. El riesgo que acarrea es que en caso de aumento de la resistencia en la vía aérea y disminución de la distensibilidad pulmonar o torácica, el volumen tidal entregado puede ser insuficiente.

Con estas premisas es lógico pensar que la VPC tiene cierto carácter protector frente al barotrauma comparándola con la VVC, en pacientes de riesgo para desarrollar esta complicación (ALI, ARDS). Sin embargo, más que el modo ventilatorio, lo que parece que protege frente a la sobredistensión es el límite de la presión en la vía aérea en sí, ya se consiga esto con VVC con bajos volúmenes tidal (o ajustando la alarma del límite de presión) o con VPC que limite la presión meseta en la vía aérea por debajo de 30-35 cm H2O [15, 16, 17, 18]. En ambos casos se conseguiría un nivel similar de protección frente al barotrauma [19].

Hay que tener en cuenta, además, que algunos ventiladores modernos incorporan un avance a la modalidad de VVC, que aporta un patrón de flujo decelerado que reduce las presiones pico y asemejaría más la VVC a la VPC (Autoflow, Evita, Dräger). Con el Autoflow, el ventilador regula automáticamente el flujo inspiratorio, que se ajusta automáticamente en cada respiración al volumen tidal y a la distensibilidad pulmonar. El volumen tidal se entrega siempre con la mínima presión posible y se permite la respiración espontánea en cualquier parte del ciclo respiratorio [20].

Tampoco se ha podido demostrar hasta el momento que un modo ventilatorio sea superior a otro en términos de mortalidad. En un estudio randomizado prospectivo realizado por Esteban et al [21], se comparó la mortalidad en pacientes con SDRA ventilados aleatoriamente en VVC o VPC, pero en ambos grupos con límite de presión por debajo de 35 cm H 2O. Se objetivó que el grupo ventilado con VVC presentó de forma significativa mayor mortalidad intrahospitalaria, mayor número de órganos extrapulmonares disfuncionantes y mayor incidencia de insuficiencia renal. Sin embargo, en el análisis multivariante se vio que los factores asociados de forma independiente con un aumento de la mortalidad fueron la presencia de 2 ó más fallos de órganos extrapulmonares y el fracaso renal, pero no el modo de ventilación utilizado.

Así pues, todas estas consideraciones nos permiten escoger entre dos sistemas de regulación aparentemente iguales, y cuya única diferencia parece estribar en la larga experiencia existente en la VVC [19].

Sin embargo en términos de confort para el paciente, en aquellos que reciben ventilación asistida, los modos que responden a la demanda del paciente producen mejor sincronía que aquellos que no, y en general los modos ciclados por presión son más capaces de asegurar esta sincronía [22]. A su vez, se ha visto que la ventilación asistida controlada por presión reduce el trabajo respiratorio del paciente de forma más efectiva que en los modos de A/C por volumen [23, 24], dependiendo este hecho fundamentalmente de un mayor pico de flujo inspiratorio que se alcanza con el patrón de flujo decelerado de los modos controlados por presión, frente al patrón cuadrado de los modos controlados por volumen. Cuanto más rápido se alcance la presión pautada, más alto será el flujo inspiratorio inicial y menor el trabajo respiratorio del paciente. Esto es especialmente significativo en pacientes con una mecánica respiratoria heterogénea o con elevadas resistencias en la vía aérea (EPOC) o baja distensibilidad (SDRA, ALI) [25, 26, 27].

C3. Presión de soporte

A diferencia de la VPC, la PS precisa de la existencia de un esfuerzo inspiratorio del paciente antes de que la máquina libere el ciclo. Por lo tanto, no es un modo apto para pacientes con apnea central o sedación profunda. En la PS la variable de ciclado está ligada al flujo inspiratorio, que a su vez, depende de la resistencia del sistema respiratorio y del tiempo y magnitud del trabajo de los músculos inspiratorios. Lo que se determina es una presión en la vía aérea, que aumenta la presión de inflado que ejercen los músculos respiratorios sobre el sistema respiratorio. Conforme el pulmón se va inflando, el flujo inspiratorio empieza a declinar. Cuando este alcanza el valor prefijado, la máquina cicla a la espiración. La curva de presión-tiempo suele tener forma cuadrada. La PS ofrece al paciente más autonomía que otros modos en lo referente al flujo inspiratorio, volumen tidal y tiempo inspiratorio. El volumen en cada ciclo será variable y dependerá no solo de la resistencia en la vía aérea y la distensibilidad, sino también del esfuerzo inspiratorio del paciente.

La PS se ha convertido en un modo popular de destete de la ventilación mecánica en adultos, ya que ayuda a vencer el trabajo que supone el respirar a través de tubo endotraqueal [28]. También se usa asociada a otros modos (SIMV, BIPAP) para “ayudar” a las respiraciones espontáneas del paciente. Datos recientes indican que no se deben suprimir esas respiraciones espontáneas incluso en pacientes con daño pulmonar severo. Se ha visto que su mantenimiento produce mejoría en el intercambio gaseoso, en el flujo sanguíneo sistémico y en el aporte tisular de oxígeno, que se refleja en una mejoría clínica del paciente, en menos días de ventilación mecánica, una extubación más precoz y una estancia más corta en UCI [4]. Estas respiraciones espontáneas deben mantenidas con un soporte ventilatorio parcial, siendo la BIPAP + PS o la APRV lo modos recomendados para ello [5, 6, 29].



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1 comentario:

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