Ventilazione a pressione controllata

L’uso di PCV all’inizio del decorso clinico di un paziente può migliorare i risultati.

Marshall L. Post, RRT

Positivo-ventilazione a pressione (invece di negativo-pressione di ventilazione) è stato l’approccio di base alla ventilazione meccanica, dal momento che alla fine del 1950. I primi a pressione positiva ventilatori richiesto all’operatore di impostare una determinata pressione; la macchina consegnata flusso fino a che la pressione è stato raggiunto. A quel punto, il ventilatore ha pedalato in scadenza, rendendo il volume di marea erogato dipendente dalla velocità con cui è stata raggiunta la pressione preimpostata. Tutto ciò che ha causato cambiamenti regionali nella conformità (come la posizione del paziente) o resistenza (come il broncospasmo) ha provocato una diminuzione indesiderata-e spesso non riconosciuta-dei volumi di marea erogati (e, successivamente, ipoventilazione) a causa del ciclo prematuro della macchina nella fase espiratoria.

La ventilazione a ciclo volumetrico (VC) è stata introdotta alla fine degli anni ‘ 60. Questo tipo di ventilazione garantisce un volume di marea costante e prescritto ed è stato il metodo di scelta fin dagli anni ‘ 70. Sebbene il volume di marea sia uniforme con la ventilazione a ciclo volumetrico, i cambiamenti di conformità o resistenza provocano un aumento della pressione generata all’interno dei polmoni. Ciò può causare barotrauma e volutrauma. In un certo senso, la soluzione al problema dell’ipoventilazione ha creato il problema dell’eccessiva pressione / volume.

CONTROLLO DELLA PRESSIONE

La maggior parte dei ventilatori di nuova generazione sono disponibili con la modalità PCV (Pressure-Controlled Ventilation). In PCV, la pressione è il parametro controllato e il tempo è il segnale che termina l’ispirazione, con il volume di marea erogato determinato da questi parametri. Il flusso più alto viene fornito all’inizio dell’inspirazione, caricando le vie aeree superiori all’inizio del ciclo inspiratorio e consentendo più tempo per l’equilibrio delle pressioni. Il flusso decelera esponenzialmente in funzione della pressione in aumento e la pressione inspiratoria preimpostata viene mantenuta per la durata del tempo inspiratorio impostato dall’operatore.

VANTAGGI CLINICI

Ventilazione/perfusione mismatching si verifica spesso nei polmoni che hanno bassa conformità, come si trova nella sindrome da distress respiratorio degli adulti (ARDS). Quando alcune unità polmonari hanno una conformità inferiore rispetto ad altre, il gas erogato a una portata costante (come quella comunemente somministrata utilizzando la ventilazione convenzionale del volume) segue il percorso di minor resistenza. Ciò si traduce in una distribuzione non uniforme della ventilazione. Quando la compliance diminuisce in altre unità polmonari, si verifica un’ulteriore maldistribuzione del respiro. Le unità polmonari più conformi diventano overventilate e le unità polmonari meno conformi rimangono sottoventilate, causando disallineamenti di ventilazione / perfusione. Ciò si traduce spesso in alte pressioni di ventilazione locali e aumenta il potenziale di barotrauma.

È stato postulato1 che l’elevato flusso iniziale di picco e il modello di flusso inspiratorio decelerante utilizzato nel PCV possono comportare il reclutamento di unità polmonari aggiuntive e una migliore ventilazione degli alveoli (con costanti di tempo prolungate). Questa forma d’onda di flusso decelerante si traduce in un flusso d’aria più laminare alla fine dell’inspirazione, con una distribuzione più uniforme della ventilazione nei polmoni con valori di resistenza marcatamente diversi da una regione del polmone all’altra.2

L’analisi della forma d’onda consente al clinico di ottimizzare il tempo inspiratorio, riducendo ulteriormente la mancata corrispondenza tra ventilazione e perfusione. Il tempo inspiratorio ideale consente ai flussi inspiratori ed espiratori di raggiungere 0 L / min durante i respiri meccanici (Figura 1, pagina 74). Se il tempo inspiratorio per respiri meccanici è troppo breve, i cicli del ventilatore nella fase espiratoria prima che le pressioni inspiratorie abbiano un tempo adeguato per equilibrare. Ciò si traduce in un volume di marea ispirato ridotto (Figura 2, pagina 74). Allungando il tempo inspiratorio in incrementi molto piccoli, è possibile aumentare il volume di marea erogato e aumentare la ventilazione alveolare. Si deve prestare attenzione, tuttavia, per evitare di aumentare troppo il tempo inspiratorio; se è troppo lungo, il flusso espiratorio non raggiunge 0 L/min (linea di base) prima che il ventilatore entri nella fase inspiratoria (Figura 3, pagina 74). Questo indica (ma non quantifica) la presenza di pressione end-espiratoria intrinseca positiva (PEEP), o autoPEEP.

Se il tempo inspiratorio viene allungato fino al punto in cui viene creato autoPEEP, può risultare un volume di marea ridotto. Un metodo utilizzato per raggiungere il tempo inspiratorio ottimale è quello di aumentare il tempo inspiratorio in intervalli di 0,1 secondi fino a quando il volume di marea espirato diminuisce. A questo punto, il tempo inspiratorio dovrebbe essere diminuito di 0,1 secondi e mantenuto.3

Un altro possibile rischio di impostare un tempo inspiratorio troppo lungo è il compromesso emodinamico dovuto all’aumento della pressione intratoracica. PCV di solito si traduce in una maggiore pressione media delle vie aeree. Alcuni ricercatori hanno associato questo aumento della pressione intratoracica al compromesso emodinamico, caratterizzato da una diminuzione dell’output cardiaco4 e da un indice cardiaco significativamente ridotto.5

A volte (in particolare con una frequenza respiratoria preimpostata elevata), il flusso zero non può essere raggiunto all’inspirazione o all’espirazione, creando un paradosso (Figura 4, pagina 74). Il medico deve decidere se aumentare il tempo inspiratorio o espiratorio per ottenere il volume di marea più desiderabile e risultati emodinamici per il particolare paziente.

Le forme delle forme d’onda del ventilatore possono presentare cambiamenti significativi come la condizione del polmone malato cambia, a volte in un tempo molto breve. Per questo motivo è importante un monitoraggio attento e coerente della curva flusso-tempo. Anche il monitoraggio del volume delle maree è importante. Nessuna garanzia di volume di marea è presente in PCV rispetto alla ventilazione del volume. I pazienti possono essere ipo – o iperventilati in quanto si verificano cambiamenti nella conformità e nella resistenza.

VANTAGGI DI PCV

Partita migliorata di V/Q

Il PCV è stato più comunemente usato in pazienti, quali quelli con ARDS, che hanno ridotto significativamente la compliance polmonare caratterizzata da alte pressioni di ventilazione e dal peggioramento dell’ipossiemia nonostante un’alta frazione di ossigeno ispirato (Fio2) e il livello di PEEP.1,3,4,6-9 Erogando il respiro meccanico con un modello di flusso in decelerazione esponenziale, PCV consente alle pressioni di equilibrare attraverso le unità polmonari durante un tempo prestabilito, con conseguente riduzione significativa delle pressioni e una migliore distribuzione della ventilazione. Ciò riduce il rischio di barotrauma attribuibile alle alte pressioni spesso necessarie per ventilare questi pazienti.

Studii1, 6-9 suggeriscono che il PCV migliora l’ossigenazione arteriosa e l’erogazione di ossigeno ai tessuti. Una possibile spiegazione per questo miglioramento dell’ossigenazione è che il PCV provoca un aumento del reclutamento alveolare, con riduzioni dello smistamento e della ventilazione dello spazio morto.3 Poiché una migliore ossigenazione è stata associata ad un aumento della pressione media delle vie aeree,2,6,9 questo livello medio di pressione deve essere registrato prima della conversione in PCV; devono essere effettuati aggiustamenti nei livelli di PEEP e nel tempo inspiratorio (se possibile) per mantenere una pressione media costante delle vie aeree. Alcuni autori suggeriscono anche che autoPEEP è strettamente correlato all’ossigenazione5 e raccomandano l’uso di autoPEEP come variabile di controllo primaria per l’ossigenazione.10

La resistenza estremamente elevata delle vie aeree, come si trova nel broncospasmo grave, provoca gravi disallineamenti di ventilazione / perfusione. L’elevata resistenza delle vie aeree provoca un flusso di gas molto turbolento, generando alte pressioni di picco e una distribuzione molto scarsa della ventilazione. La forma d’onda in decelerazione esponenziale di PCV crea più flusso d’aria laminare alla fine dell’ispirazione. Somministrare il respiro per un determinato periodo di tempo “stecca” le vie aeree si aprono in modo da una distribuzione più uniforme della ventilazione alle unità polmonari che partecipano allo scambio di gas può verificarsi.

Sincronia migliorata

Occasionalmente la richiesta di flusso inspiratorio di un paziente supera la capacità di erogazione del flusso del ventilatore nella ventilazione VC. Quando il ventilatore è impostato per fornire un modello di flusso fisso, come nella ventilazione convenzionale del volume, non regola il flusso inspiratorio per soddisfare le esigenze di flusso del paziente. Nel PCV, il ventilatore corrisponde all’erogazione del flusso e alla domanda del paziente, rendendo i respiri meccanici molto più confortevoli e spesso diminuendo la necessità di sedativi e paralitici.

Pressioni delle vie aeree di picco inferiori

La stessa impostazione del volume di marea, fornita da PCV rispetto a VC, si tradurrà in una pressione delle vie aeree di picco inferiore. Questa è una funzione della forma della forma d’onda del flusso e può spiegare la minore incidenza di barotrauma e volutrauma con PCV.

IMPOSTAZIONI INIZIALI

Per PCV, la pressione inspiratoria iniziale può essere impostata come pressione del plateau di ventilazione del volume meno PEEP. Le impostazioni di frequenza respiratoria, Fio2 e PEEP dovrebbero essere le stesse di quelle per la ventilazione del volume. Il tempo inspiratorio e il rapporto inspiratorio-espiratorio (I:E) sono determinati in base alla curva flusso-tempo. Quando PCV è usato per un alto flusso inspiratorio e un’alta resistenza delle vie aeree, tuttavia, la pressione inspiratoria deve essere iniziata ad un livello relativamente basso (di solito < 20 cm H2O) e il tempo inspiratorio deve essere relativamente breve (di solito < 1.25 secondi negli adulti) per evitare volumi di marea eccessivamente elevati.

Nel modificare una qualsiasi delle impostazioni del ventilatore, si deve considerare attentamente l’effetto che la modifica avrà su altre variabili. La modifica della pressione inspiratoria o del tempo inspiratorio cambierà il volume di marea erogato. Cambiando il rapporto I: E cambia il tempo inspiratorio e viceversa. Quando si cambia la frequenza respiratoria, mantenere costante il tempo inspiratorio in modo da non modificare il volume di marea, anche se questo altererà il rapporto I:E. Osservare sempre la curva flusso-tempo quando si apportano modifiche (per determinare immediatamente l’effetto della variazione sulle dinamiche di erogazione del respiro). Osservare i cambiamenti di ossigenazione quando si manipolano eventuali variabili che potrebbero modificare la pressione media delle vie aeree. Aumentando PEEP pur mantenendo una pressione delle vie aeree di picco costante-cioè, diminuendo la pressione inspiratoria la stessa quantità come l’aumento di PEEP-causerà una diminuzione del volume di marea consegnato. Al contrario, una diminuzione del PEEP con una pressione delle vie aeree di picco costante si tradurrà in un aumento del volume di marea erogato.

TRANSIZIONE AL PCV

Nella nostra istituzione, una transizione precoce al PCV per le persone a rischio di complicanze polmonari (ARDS, polmonite da aspirazione e simili) sembra aver migliorato i risultati prevenendo alcuni dei rischi associati alla ventilazione meccanica, come il barotrauma. Gli studi futuri dovrebbero esaminare il ruolo di PCV presto nel corso clinico di un paziente, quando l’insufficienza respiratoria può essere meno severa e lo stato fisiologico generale può essere migliore.

Il miglioramento dopo l’inizio del PCV non è sempre immediato. Sebbene la pressione di picco ridotta delle vie aeree sia frequentemente osservata immediatamente, altri miglioramenti possono comparire solo dopo diversi minuti o ore. Ad esempio, c’è spesso una diminuzione iniziale della saturazione di ossigeno perché le unità precedentemente sottoventilate iniziano a partecipare allo scambio di gas, causando un disallineamento immediato di ventilazione/perfusione. In assenza di segni di compromissione emodinamica, si suggerisce di lasciare il paziente in PCV fino alla completa stabilizzazione.

I rapporti inversi I:E non sono sempre necessari. I primi rapporti pubblicati6, 8, 10 indicavano che i rapporti inversi I:E dovevano sempre essere usati con PCV. Rapporti pubblicati più recenti3, 5 hanno messo in dubbio l’utilità di questo concetto. Molto è stato scritto sugli effetti dei rapporti inversi I: E sui parametri emodinamici come la gittata cardiaca e la pressione del cuneo capillare polmonare. Alcuni sperimentatori1, 6,8 hanno trovato che il PCV ha poco o nessun effetto sulle variabili emodinamiche, mentre altri4, 5 suggeriscono effetti significativi su questi parametri.

Uno studio recente3 ha rilevato che l’uso di un rapporto I:E inverso non è universalmente necessario. Qualsiasi effetto emodinamico avverso dei rapporti inversi I:E varierà da paziente a paziente. Indipendentemente dal fatto che vengano utilizzati o meno rapporti inversi, i singoli parametri emodinamici devono essere monitorati per quanto possibile e devono essere adottate misure correttive se si verificano effetti avversi. Ad esempio, l’alta autoPEEP richiederà un aumento del tempo E con una riduzione della frequenza respiratoria o un aumento del rapporto I:E (da 1:1 a 1:1,5).

CONCLUSIONE

Gli attuali ventilatori a microprocessore ci hanno dato la possibilità di rivisitare una vecchia forma di ventilazione con maggiore sicurezza ed efficienza. Gli studi su PCV stanno diventando sempre più comuni nella letteratura medica e risultati favorevoli vengono riportati in tutto lo spettro completo dei pazienti, dalle popolazioni pediatriche a quelle adulte. Per tenere il passo con l’esplosione di informazioni PCV, e applicare questa modalità ventilatoria in modo sicuro ed efficiente, RCP dovrebbe avere una conoscenza approfondita dei concetti fondamentali di PCV.

Marshall L. Post, RRT, è anziano adulto terapia respiratoria critica terapeuta nel reparto di cura respiratoria al Wesley Medical Center, Wichita, Kan, ed è un istruttore nel programma di terapia respiratoria a Kansas Newman College, Wichita.

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