Fundamentos de la ventilación mecánica

Fundamentos
de la ventilación mecánica

Capítulo 6
Modos de soporte ventilatorio



Objetivos

• Analizar las variables físicas que intervienen en el ciclo ventilatorio.

• Definir los tipos básicos de ventilación.

• Comparar la ventilación controlada por volumen y por presión.

• Citar las ventajas y desventajas de la sustitución total y parcial de la ventilación.

• Describir los modos ventilatorios convencionales.



Introducción

El soporte ventilatorio mecánico puede establecerse generando de forma no invasiva una presión negativa, subatmosférica, alrededor del tórax (ventilación con presión negativa), o aplicando una presión positiva, supraatmosférica, al interior de la vía aérea (ventilación con presión positiva) durante la fase inspiratoria. En ambos casos, la espiración se produce de forma pasiva. Si bien la ventilación con presión negativa puede resultar útil en algunos pacientes con enfermedad neuromuscular que requieren ventilación a largo plazo, en el paciente gravemente enfermo sólo se emplea ventilación con presión positiva.

Dependiendo del requerimiento o no de una vía aérea artificial, la ventilación mecánica con presión positiva puede clasificarse como invasiva (intubación endotraqueal o cánula de traqueostomía) o no invasiva (mascarilla oronasal o facial), respectivamente. El uso de ventilación no invasiva puede tener éxito en algunos pacientes con condiciones patológicas rápidamente reversibles, tales como la exacerbación de una bronquitis crónica con acidosis respiratoria, y presenta múltiples ventajas sobre el soporte ventilatorio invasivo. Sin embargo, cuando es necesario aplicar niveles elevados de presión en la vía aérea para asegurar un intercambio gaseoso satisfactorio y en situaciones donde la ventilación no invasiva se considera inapropiada o ha fracasado, se requiere intubación endotraqueal y el inicio de ventilación mecánica invasiva.






1 Ecuación de movimiento del sistema respiratorio

Durante la inspiración, un ventilador mecánico genera presión positiva en el interior de la vía aérea para suplir la fase activa del ciclo respiratorio. A esta presión creada por la máquina se opone otra de diferente magnitud, relacionada por una parte con la resistencia al flujo aéreo ofrecida por el árbol traqueobronquial, y por otra con la fuerza de retracción elástica del parénquima pulmonar y la pared torácica. Las interacciones del ventilador y el paciente están gobernadas por la ecuación de movimiento, la cual establece que la presión requerida para insuflar los pulmones (PT) depende de las propiedades resistivas (PR) y elásticas (PE) del sistema respiratorio (véase la figura 1):


PT = PR + PE.




Figura 6. Visión frontal del equipo con las alarmas.



Las propiedades resistivas vienen determinadas por el flujo inspiratorio () y la resistencia de las vías aéreas (R), mientras que las propiedades elásticas dependen de la distensibilidad toracopulmonar (C) y del volumen circulante (VT):


PR = × R y PE = VT / C.


Por consiguiente, la presión que el ventilador debe vencer para entregar un volumen de gas está determinada por el flujo inspiratorio, la resistencia de la vía aérea, el volumen circulante y la distensibilidad:


PT = ( × R) + (VT / C).


Por otro lado, la presión total de insuflación (PT) resulta de la combinación de la presión generada por el ventilador (Pvent) y la presión generada por los músculos respiratorios (Pmus):


PT = Pvent + Pmus.


Sustituyendo PT por sus componentes, la ecuación de movimiento puede expresarse de la siguiente forma:


Pvent + Pmus = ( × R) + (VT / C).


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2 Variables físicas que intervienen en el ciclo ventilatorio


Las variables que hacen posible que se desarrolle un ciclo ventilatorio mecánico son de tres tipos: variables de control, variables de fase y variables condicionales.


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2.1 Variables de control

La variable de control es aquella que el ventilador manipula para lograr la inspiración y que se mantiene constante a pesar de los cambios en la mecánica ventilatoria. Como se muestra en la ecuación de movimiento, un ventilador mecánico puede controlar en cada momento sólo una de tres variables: presión, volumen y flujo, ya que el tiempo está implícito en la expresión matemática. La variable controlada se establece como independiente, mientras que las otras dos dependerán de las características mecánicas del sistema respiratorio.

Debido a que el control del volumen implica también el control del flujo (el volumen es el producto del flujo y el tiempo inspiratorio), y viceversa, las dos variables comúnmente controladas por los ventiladores son la presión y el volumen, de modo que la ventilación mecánica invasiva se clasifica primariamente en ventilación volumétrica o controlada por volumen y ventilación barométrica o controlada por presión (véase la figura 2). Existen modos de control dual que permiten el cambio automático entre el control de la presión y el volumen para garantizar la ventilación minuto y maximizar la sincronía con el paciente.




Figura 2.  A) Ventilación controlada por volumen. B) Ventilación controlada por presión.


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2.1.1 Ventilación controlada por volumen

Aunque habitualmente se utiliza el término volumen controlado, en realidad el ventilador controla el flujo inspiratorio. En este tipo de ventilación, el flujo inspiratorio y el volumen circulante programados se mantienen constantes, y constituyen las variables independientes. El tiempo inspiratorio viene determinado por el flujo y el volumen prefijados, mientras que la presión depende de la resistencia de la vía aérea y de la distensibilidad toracopulmonar.


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2.1.2 Ventilación controlada por presión

En este caso, la presión inspiratoria programada es constante y se establece como variable independiente, mientras que el volumen y el flujo varían de acuerdo con el nivel de presión establecido y con los cambios en la impedancia a la ventilación. El tiempo inspiratorio se prefija en el ventilador, mientras que el flujo disminuye a medida que la presión alveolar se aproxima a la presión aplicada a la vía aérea.


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2.1.3 Diferencias entre ventilación controlada por volumen
y ventilación controlada por presión

Las principales diferencias entre estas modalidades se muestran en la tabla 1. La ventaja principal de la ventilación controlada por volumen es que aporta un volumen circulante constante, el cual asegura la ventilación alveolar y resulta en una variación fácilmente identificable en la presión máxima de la vía aérea en relación con los cambios de la impedancia respiratoria. Sin embargo, la presión alveolar puede cambiar de forma notable con las alteraciones de la distensibilidad pulmonar, lo cual puede aumentar el riesgo de lesión inducida por el ventilador. Dado que el patrón de flujo es fijo, el ventilador no se adapta a las demandas del paciente y se incrementa la probabilidad de asincronía y desadaptación.




Tabla 1. Comparación entre ventilación controlada por volumen y por presión.



La ventilación controlada por presión tiene la ventaja de que tanto la presión máxima de la vía aérea como la presión alveolar son constantes, y ello reduce el riesgo de barotrauma y lesión pulmonar inducida por el ventilador. El patrón de flujo inspiratorio es decelerado y varía con las demandas del paciente, mejorando de esta forma la sincronía respiratoria. No obstante, su mayor desventaja es que el volumen circulante cambia con las variaciones de la mecánica respiratoria, la probabilidad de alteración del intercambio gaseoso es mayor y resulta más difícil identificar las modificaciones en la impedancia pulmonar. Mediante el control del flujo al inicio de la fase inspiratoria, algunos ventiladores permiten ajustar el tiempo requerido para que se alcance el nivel de presión de insuflación predeterminada (tiempo de ascenso o rampa), con lo que se consigue una mejor adaptación a la demanda ventilatoria del paciente.


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2.2 Variables de fase

Un ciclo ventilatorio completo, controlado por un ventilador, consta de cuatro fases:


1. Cambio de espiración a inspiración (comienzo de la inspiración).

2. Inspiración.

3. Cambio de inspiración a espiración (final de la inspiración).

4. Espiración.


Una variable de fase es una señal física (presión, volumen, flujo o tiempo) que el ventilador mide y utiliza para iniciar alguna parte del ciclo ventilatorio. Es decir, sirve para comenzar (disparo o trigger), sostener (límite) y finalizar (ciclado) cada una de sus fases.


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2.2.1 Variable de trigger o disparo

Es el mecanismo (tiempo, presión o flujo) que el ventilador utiliza para finalizar la espiración y comenzar la fase inspiratoria.



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2.2.1.1 Trigger por el ventilador

Si la ventilación es iniciada por el ventilador, la variable de trigger es el tiempo, el cual viene determinado por la frecuencia respiratoria programada. Esta modalidad puede denominarse simplemente «ventilación controlada», la cual se caracteriza porque el ventilador no es sensible al esfuerzo inspiratorio del paciente (véase la figura 3). En un paciente apneico o paralizado, una frecuencia de 20 respiraciones por minuto hará que el ventilador suministre una ventilación cada 3 segundos.




Figura 3. Trigger por el ventilador y trigger por el paciente. A) El ventilador inicia
una inspiración con un intervalo predeterminado por la frecuencia respiratoria.
B) El ventilador responde al esfuerzo inspiratorio del paciente.


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2.2.1.2 Trigger por el paciente

Para que el ventilador pueda sensar el esfuerzo inspiratorio en los pacientes que conservan la capacidad para respirar, debe establecerse un parámetro de sensibilidad o trigger, el cual determina un valor umbral de presión o flujo necesario para iniciar la inspiración. Esta forma de soporte ventilatorio se denomina «ventilación asistida», ya que el ventilador ayuda al esfuerzo inspiratorio del paciente.

El trigger por presión ocurre cuando el esfuerzo inspiratorio del paciente produce una caída programada de presión en la rama inspiratoria del circuito ventilatorio. Típicamente se establece en 0,5 a 2 cm H2O.

El trigger por flujo se produce cuando el esfuerzo inspiratorio del paciente ocasiona un descenso predeterminado en el flujo basal del circuito ventilatorio. Lo habitual es prefijarlo en 2 a 3 l/min.

Cuanto menor es el cambio de presión o flujo, más sensible es la máquina al esfuerzo del paciente. Si se selecciona de forma apropiada, el trigger por flujo requiere menos trabajo respiratorio que el trigger por presión. Una vez que la variable trigger señala el comienzo de la inspiración existe siempre un pequeño retraso, denominado «tiempo de respuesta», antes de que el gas fluya hacia el paciente, y es esencial que sea lo más corto posible para optimizar la sincronía con el esfuerzo inspiratorio.

El nivel de sensibilidad debe ajustarse en cada paciente de forma individualizada. Un trigger excesivamente sensible producirá autotrigger, es decir, el ventilador se activa de manera repetida sin que el paciente realice ningún esfuerzo, o bien la inspiración se inicia en respuesta a una falsa señal que no procede del paciente, como puede ocurrir si hay fugas o condensación de agua en el circuito. Esto produce hiperventilación y atrapamiento aéreo (auto-PEEP). Por el contrario, el trigger inefectivo es aquel que hace al ventilador insensible al esfuerzo inspiratorio del paciente, provocando un aumento del trabajo respiratorio. La incapacidad de activar el trigger puede deberse a la presencia de hiperinsuflación dinámica y auto-PEEP, o bien a la programación de un valor umbral muy alto para la capacidad que tiene el paciente de generar presión inspiratoria. Aunque en la práctica clínica diaria suele emplearse el término «autociclado» para describir el fenómeno de autoinicio de la inspiración, debería reservarse para el cambio de la fase inspiratoria a espiratoria, tal como describiremos más adelante.

En la ventilación controlada por volumen, como el flujo y el volumen son fijos, la activación del trigger por el esfuerzo inspiratorio del paciente provoca una deflexión negativa en la curva de presión (véase la figura 3). Por el contrario, durante la ventilación por presión, el esfuerzo del paciente da lugar a un incremento del flujo inspiratorio y del volumen circulante, debido a que la presión inspiratoria se mantiene constante.


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2.2.1.3 Trigger neural

Es un nuevo método de monitorización del control neural de la respiración. Esta técnica, denominada asistencia ventilatoria ajustada neuralmente (NAVA, neurally adjusted ventilatory assist), se basa en que la despolarización del diafragma depende de la transmisión de una señal neural procedente del tronco cerebral. Para ello, se mide la actividad electromiográfica del diafragma (Edi) mediante un catéter esofágico especial con electrodos en su extremo distal, y se utiliza como mecanismo para iniciar la inspiración. Las ventajas de este procedimiento son la reducción del tiempo de respuesta del ventilador para el suministro del flujo de gas y una mayor sincronía entre éste y el paciente.


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2.2.1.4 Trigger manual

Algunos ventiladores también permiten suministrar una ventilación en respuesta a la activación manual de un mando o botón del panel de control. Según el modelo de ventilador, el mecanismo por el cual se controla la ventilación durante el trigger manual puede variar: en unos casos es electrónico, de manera que el ventilador entrega una ventilación con el volumen circulante o presión previamente programados, mientras que en otros el control es mecánico y la inspiración continúa mientras el operador mantenga presionado el botón de activación. En este último caso suele haber un tiempo inspiratorio máximo de seguridad de unos 3 segundos, al cabo del cual finaliza la fase inspiratoria aunque se continúe activando el mando.


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2.2.2 Variable de límite

«Limitar» significa restringir la magnitud de una variable. La variable de límite es el valor máximo de presión, flujo o volumen que puede alcanzarse y mantenerse durante toda la inspiración, pero que no finaliza la fase inspiratoria. El tiempo, por definición, no puede ser una variable de límite, ya que la limitación del tiempo inspiratorio llevaría a la terminación de la inspiración. Habitualmente los ventiladores limitan el flujo (ventilación volumétrica) o la presión (ventilación barométrica).


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2.2.3 Variable de ciclado

Es la variable presión, flujo, volumen o tiempo, medida y utilizada por el ventilador para terminar la inspiración y comenzar la fase espiratoria. En la ventilación controlada por volumen, la variable de ciclado es el volumen; en la ventilación controlada por presión, el ventilador es ciclado por tiempo; y en la ventilación con presión de soporte, el cambio de inspiración a espiración se produce por flujo. El ciclado primario por presión, característico de los ventiladores de primera generación, no se utiliza en la actualidad.


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2.2.4 Variable basal

Es el parámetro controlado durante la espiración. Aunque el volumen o el flujo podrían servir, la presión es la variable más utilizada en los ventiladores modernos. El nivel de presión a partir del cual un ventilador inicia la inspiración se denomina presión espiratoria o basal, y puede ser cero (presión atmosférica) o tener un valor positivo, denominado presión positiva al final de la espiración (PEEP, positive end expiratory pressure). Es importante no confundir los términos «limitado» y «ciclado» por presión. Cuando se alcanza el límite de presión programado, éste se mantiene durante toda la fase inspiratoria, pero no provoca su finalización. Por el contrario, ciclar significa acabar, y por tanto, cuando se llega a un nivel de presión predeterminado, se produce la terminación de la inspiración y el inicio de la fase espiratoria.

En todos los ventiladores, independientemente del límite de presión preestablecido, puede programarse además una presión máxima de seguridad, denominada límite de presión de insuflación, cuyo objetivo es evitar la transmisión de una presión excesiva a los pulmones del paciente. Cuando se alcanza este umbral de presión, la inspiración se interrumpe y se desvía el exceso de gas hacia el ambiente, actuando, por definición, como mecanismo de ciclado por presión.


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2.3 Variables condicionales

La variable condicional es aquella que es analizada por el control lógico del ventilador y desencadena una acción si se satisface un requisito determinado. Como ejemplos pueden citarse la sincronización de las respiraciones mecánicas y espontáneas durante la ventilación mandatoria intermitente sincronizada (SIMV, synchronized intermittent mandatory ventilation) y el suministro de suspiros.


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3 Modalidades de soporte ventilatorio

3.1 Tipos de ventilación

Una ventilación puede definirse por la presencia de flujo inspiratorio positivo en combinación con flujo espiratorio negativo, ambos medidos con respecto al flujo basal y asociados con ventilación pulmonar. Durante la ventilación mecánica hay dos tipos básicos de ventilación: controlada por el ventilador y espontánea.

Una ventilación se considera controlada si el ventilador determina el comienzo y el final de la fase inspiratoria, es decir, la máquina dispara y cicla la ventilación. Por ejemplo, una ventilación controlada por volumen, disparada por ventilador y ciclada por volumen, es una ventilación controlada, ya que el ventilador controla el aporte del volumen circulante y la frecuencia respiratoria. Existe la posibilidad de que el paciente inicie la ventilación y decida la frecuencia, y que el ventilador suministre el volumen circulante programado. Esta forma de ventilación se denomina «asistida» y la describiremos más adelante.

Una ventilación espontánea es aquella iniciada y ciclada por el paciente. En este caso, el volumen o la presión, o ambos, no dependen de un valor previamente seleccionado, sino de la demanda inspiratoria y de la mecánica pulmonar del paciente. Si el ventilador genera suficiente flujo para satisfacer las demandas del paciente, la presión de la vía aérea permanecerá en valores próximos a los de la espiración, tal como sucede con la ventilación con presión positiva continua (CPAP, continuous positive airway pressure). En el caso de la ventilación con presión de soporte (PSV, pressure support ventilation), el paciente dispara y cicla la inspiración, mientras que el ventilador suministra una presión inspiratoria programada que asiste el esfuerzo inspiratorio, por lo que se denomina respiración soportada. Las diferencias entre los diferentes tipos de ventilación se exponen en la tabla 2.




Tabla 2. Diferencias entre los tipos de ventilación proporcionados por el ventilador.




Figura 4. Tipos de ventilación proporcionados por el ventilador.



La distribución de los componentes muscular y mecánico de la presión de insuflación difiere según el tipo de ventilación que el paciente reciba. Así, durante la ventilación controlada, la presión necesaria para iniciar la inspiración la genera el ventilador en su totalidad; en la ventilación espontánea, la presión inspiratoria total la proporciona la musculatura respiratoria; y en la ventilación soportada, la presión de insuflación es la suma de la presión muscular y la aplicada por el ventilador (véase la figura 4).


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3.2 Sustitución total y parcial de la ventilación

Los términos sustitución total y parcial de la ventilación se utilizan para describir la cantidad o extensión de la ventilación mecánica proporcionada.


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3.2.1 Sustitución total de la ventilación

Implica que el ventilador aporta toda la energía necesaria para mantener la ventilación alveolar efectiva, sin que haya interacción del paciente y el ventilador. Para este tipo de soporte ventilatorio se emplea el modo de ventilación controlada (CMV, controlled mode ventilation), que está indicado en pacientes con fallo respiratorio grave, inestabilidad hemodinámica o que están recibiendo relajantes musculares. Si el paciente es capaz de activar el trigger e incrementar la frecuencia respiratoria, esta modalidad se denomina ventilación asistida-controlada (A/C), y la mayor parte del trabajo sigue corriendo a cargo del ventilador.


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3.2.2 Sustitución parcial de la ventilación

Es cualquier grado de ventilación mecánica en la cual el paciente participa de manera activa y asume parte del trabajo respiratorio para conseguir una ventilación eficaz. Los métodos de ventilación que permiten la interacción del paciente con el ventilador incluyen los modos de ventilación intermitente, como la SIMV, y los modos de ventilación espontánea, entre los que se incluyen la CPAP y la PSV. Estas técnicas se utilizan principalmente como procedimientos de retirada del ventilador, aunque también pueden usarse como una modalidad primaria de ventilación.

Las ventajas principales de la sustitución parcial de la ventilación son una disminución del requerimiento de sedación y relajación, la prevención de la atrofia muscular por desuso durante periodos prolongados de ventilación, la sincronía entre el esfuerzo del paciente y el ventilador, la mejor tolerancia hemodinámica a la presión positiva y facilitar la retirada de la ventilación mecánica. Entre sus desventajas destacan el incremento del trabajo respiratorio y la dificultad para lograr un intercambio gaseoso adecuado.


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3.3 Modos de ventilación mecánica

El objetivo de la ventilación mecánica es asegurar que el paciente reciba la ventilación requerida para satisfacer sus necesidades, mientras se evitan el daño pulmonar, el deterioro circulatorio y la asincronía con el ventilador. Un modo de ventilación es la manera en que un ventilador interacciona con el paciente para lograr estos objetivos. Los factores que determinan el modo ventilatorio resultan de la combinación de los posibles tipos de ventilación (controlada o espontánea), variable primaria de control (volumen o presión), variables de fase (trigger, límite, ciclado y basal) y secuencia respiratoria (sustitución total o parcial de la ventilación).


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3.3.1 Clasificación de los modos ventilatorios

Las modalidades de soporte ventilatorio pueden clasificarse en convencionales, alternativas y especiales, de acuerdo con la frecuencia de utilización, el uso en determinadas fases de la patología pulmonar o su empleo en pacientes concretos (véase la tabla 3). Con el desarrollo de los ventiladores controlados por microprocesador han surgido nuevos métodos de ventilación mecánica, algunos de ellos exclusivos de una marca concreta de ventilador, que tienen la particularidad de adaptarse mejor a los cambios que pueda experimentar la mecánica ventilatoria del paciente. Sin embargo, los modos ventilatorios convencionales continúan siendo los más utilizados, y los demás se reservan para situaciones específicas.




Tabla 3. Clasificación de los modos ventilatorios.



En la elección del modo ventilatorio hay que tener en cuenta una serie de aspectos, tales como el tipo de ventilador disponible, la experiencia y las preferencias del clínico, y sobre todo las necesidades del paciente. Más que confiar en el «mejor modo ventilatorio» debe determinarse cuál es el más apropiado para cada paciente en particular (véase la tabla 4).




Tabla 4. Principios básicos de la elección del modo ventilatorio.


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3.3.2 Ventilación asistida-controlada

En el pasado se llamaba ventilación a presión positiva intermitente (IPPV, intermittent positive pressure ventilation), ya que el paciente no tenía posibilidad de interaccionar con el ventilador y recibía una ventilación mecánica a intervalos predeterminados por la máquina. Actualmente se utiliza el término ventilación controlada (CMV) para describir un modo de sustitución total de la ventilación en el cual todas las ventilaciones son de tipo mecánico, y puede operar como ventilación controlada o como ventilación asistida, por lo que se designa ventilación asistida-controlada (A/C).

La CMV o A/C es la modalidad más utilizada, sobre todo al inicio del soporte ventilatorio. Puede aplicarse con control de volumen (VCV, volume controlled ventilation) o de presión (PCV, pressure controlled ventilation). En el modo controlado por volumen se programa una frecuencia respiratoria mínima, pero el paciente puede disparar el ventilador a demanda y recibir respiraciones adicionales, siempre que su esfuerzo inspiratorio alcance el nivel de sensibilidad prefijado. Si el ventilador no sensa ninguna actividad del paciente, proporciona todas las respiraciones a intervalos de tiempo regulares. En cualquier caso, la máquina suministra en cada ventilación el volumen circulante o la presión inspiratoria preestablecidos (véase la figura 5). En otras palabras, la ventilación asistida-controlada permite al paciente variar la frecuencia respiratoria, pero no el tipo de ventilación.




Figura 5. A) Modo de ventilación controlada (CMV) por volumen (VCV).
B) CMV por presión (PCV).



• Parámetros programables:


– CMV controlada por volumen (VCV): volumen circulante, flujo inspiratorio, patrón de flujo, frecuencia respiratoria y sensibilidad.

– CMV controlada por presión (PCV): presión inspiratoria, tiempo inspiratorio, frecuencia respiratoria y sensibilidad.


• Ventajas:


– Asegura un volumen minuto mínimo y combina la ventilación controlada con la posibilidad de sincronización entre el paciente y el ventilador.


• Desventajas:


– Asincronía respiratoria con flujo inspiratorio o sensibilidad inadecuados.

– Inducción de alcalosis respiratoria.

– Empeoramiento del atrapamiento aéreo en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva.

– Riesgo de ventilación irregular con cambios en la mecánica ventilatoria cuando se utiliza PCV.


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3.3.3 Ventilación mandatoria intermitente sincronizada

Constituye un modo de sustitución parcial de la ventilación que combina la ventilación asistida-controlada con la ventilación espontánea. El ventilador proporciona ciclos ventilatorios asistidos (mandatorios), controlados por volumen o presión, a una frecuencia predeterminada, pero permite que se intercalen ciclos espontáneos entre los mandatorios (SIMV, synchronized intermittent mandatory ventilation). Esta modalidad ventilatoria surgió como evolución de la ventilación mandatoria intermitente, la cual no permitía la sincronización entre las ventilaciones mecánicas y espontáneas, y dio solución al problema del «apilamiento respiratorio» que se producía si el ventilador generaba una ventilación controlada en el mismo instante en que el paciente realizaba una inspiración espontánea.

En la SIMV, la ventilación mandatoria es suministrada en sincronía con el esfuerzo inspiratorio del paciente (asistida), si es detectado por el ventilador durante un periodo de tiempo o «ventana de asistencia», determinada por la frecuencia respiratoria programada. En caso contrario, el ventilador proporciona una ventilación controlada, de forma similar a la CMV. Las respiraciones espontáneas pueden ser asistidas con presión de soporte (SIMV-PSV) para disminuir el trabajo respiratorio (véase la figura 6).




Figura 6. A) Ventilación mandatoria intermitente sincronizada (SIMV).
B) SIMV con presión de soporte (PSV).



Los parámetros programables de los ciclos mecánicos son similares a los de la ventilación asistida-controlada.


• Ventajas:


– Menos efectos cardiovasculares adversos.

– Mantiene una ventilación minuto mínima.

– El grado de soporte ventilatorio parcial puede variar desde soporte ventilatorio casi total hasta ventilación espontánea.

– Puede utilizarse como técnica de deshabituación del ventilador, reduciendo progresivamente la frecuencia de las respiraciones mecánicas, mientras el paciente asume de forma gradual un mayor trabajo respiratorio.


• Desventajas:


– Similares a las de la ventilación asistida-controlada.

– Se ha demostrado que es la modalidad menos útil para retirar el ventilador, si no se usa presión de soporte en las respiraciones espontáneas.

– Imposibilidad de controlar adecuadamente la relación entre inspiración y espiración, dada la variabilidad de la frecuencia respiratoria mecánica y la presencia de respiraciones espontáneas.


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3.3.4 Ventilación con presión de soporte

Es una modalidad de ventilación espontánea en la cual cada esfuerzo inspiratorio del paciente es asistido por el ventilador hasta un límite programado de presión inspiratoria (PSV). La ventilación es disparada por el paciente, limitada por presión y ciclada por flujo. El trigger es habitualmente por flujo, la presión inspiratoria se mantiene constante durante toda la inspiración y el ciclado a la fase espiratoria se produce cuando el flujo inspiratorio del paciente decrece a un valor predeterminado por el ventilador (5 l/min o un 25 % del flujo pico o máximo). En los ventiladores modernos es posible programar el criterio de ciclado por flujo a valores diferentes del 25 % del flujo pico. Este ajuste permite que el tiempo inspiratorio coincida mejor con el esfuerzo neural del paciente. La interrupción del flujo a un porcentaje mayor que el 25 % del flujo pico produce un acortamiento del tiempo inspiratorio, lo cual mejora la sincronía con el ventilador de los pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva. Por el contrario, el ciclado a un porcentaje menor de dicho valor se asocia con un alargamiento del tiempo inspiratorio, y facilita la adaptación de los enfermos con enfermedad pulmonar restrictiva.

El patrón de flujo inspiratorio es de tipo decelerado, con una disminución a medida que se reduce el gradiente de presión entre la vía aérea proximal y los alvéolos, como consecuencia del llenado pulmonar (véase la figura 7).




Figura 7. Ventilación con presión de soporte (PSV).



Este modo de ventilación puede utilizarse como soporte ventilatorio durante periodos de estabilidad, o como método de retirada, y tanto de forma invasiva como no invasiva. Puesto que la PSV es una modalidad de ventilación espontánea, el paciente debe tener un centro respiratorio intacto y un patrón ventilatorio fiable.


• Parámetros programables:


– El operador prefija la presión inspiratoria, el umbral de sensibilidad y el valor de PEEP, mientras que la frecuencia respiratoria, el flujo y el tiempo inspiratorio son establecidos por el paciente y pueden variar de ciclo a ciclo.

– El volumen circulante viene determinado por el nivel de presión inspiratoria, la mecánica ventilatoria y el esfuerzo del paciente (duración del flujo). La presión de soporte se asocia con un descenso del trabajo respiratorio proporcional a la presión aplicada, lo cual se traduce en una reducción de la frecuencia respiratoria y un incremento del volumen circulante. Estas características pueden servir para establecer el nivel apropiado de PSV (volumen circulante de 6-8 ml/kg y frecuencia respiratoria inferior a 30-35 resp/min).

– En los ventiladores de última generación es posible ajustar la duración de la rampa (pendiente de las curvas de presión y flujo) o el tiempo requerido para que el ventilador alcance el límite de presión inspiratoria. A medida que dicho tiempo aumenta, el flujo al inicio de la inspiración disminuye.

– Puesto que la inspiración es iniciada y ciclada por el paciente, resulta esencial que la alarma de apnea esté activada, de modo que el ventilador proporcione una ventilación de respaldo en caso de que el paciente dejara de respirar.


• Ventajas:


– El paciente y el ventilador actúan en sincronía para conseguir una ventilación óptima, con menor probabilidad de asincronía.

– El grado de soporte puede variar desde soporte ventilatorio casi total hasta ventilación espontánea.

– Puede asistir las respiraciones espontáneas del paciente durante la SIMV.


• Desventajas:


– Variabilidad del volumen circulante, según los cambios en la mecánica ventilatoria.

– En caso de fuga a través del circuito, o de fístula broncopleural, el ventilador puede no sensar la disminución del flujo inspiratorio y no producirse el ciclado a espiración, con lo cual se prolonga de manera excesiva el tiempo inspiratorio. En esta situación, un ciclado secundario por tiempo finalizará la inspiración a los 2 o 3 segundos.

– Si el paciente exhala activamente o tose, el ventilador puede ciclar por presión a la fase espiratoria en caso de que se supere un límite de 2 a 5 cm H2O sobre el valor prefijado.


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3.3.5 Presión positiva continua en la vía aérea

Se trata de una modalidad de ventilación espontánea, en la cual el ventilador mantiene de forma constante un nivel predeterminado de presión positiva durante todo el ciclo ventilatorio. El ventilador no suministra ningún ciclo mecánico, por lo que no debe considerarse como un verdadero modo de ventilación mecánica. Durante la CPAP, el paciente asume la mayor parte del trabajo respiratorio, ya que genera su propio flujo inspiratorio, su frecuencia respiratoria y su volumen circulante, simulando en gran medida el patrón de ventilación espontánea (véase la figura 8).




Figura 8. Respiración con presión positiva continua en la vía aérea (CPAP).



• Parámetros programables:


– Nivel de PEEP.

– Umbral de sensibilidad, preferiblemente por flujo continuo.

– Aunque en realidad no hay asistencia inspiratoria, los ventiladores modernos aportan una pequeña presión de soporte (1-2 cm H2O) para evitar que durante la fase inspiratoria se genere una presión negativa en relación con el nivel de PEEP.


• Ventajas:


– La CPAP ofrece las ventajas de la PEEP a los pacientes que respiran espontáneamente y puede utilizarse a través de un tubo endotraqueal (invasiva) o mediante mascarilla facial (no invasiva).

– Puede mejorar la oxigenación en los pacientes con hipoxemia que no responde y baja capacidad residual funcional, como sucede en los casos de lesión pulmonar aguda.

– Se ha propuesto como medio de reducir el gradiente de presión existente entre la vía aérea proximal y los alvéolos en los pacientes con hiperinsuflación dinámica y auto-PEEP, minimizando el trabajo respiratorio.

– Su principal aplicación es como modalidad de retirada del ventilador, combinada con otros modos de soporte ventilatorio parcial (SIMV, PSV), y como método para valorar la aptitud para la extubación.


• Desventajas:


– Riesgo de hiperinsuflación si se utilizan niveles excesivos de CPAP.

– En los pacientes intubados, el uso de válvulas de demanda para el trigger por presión o flujo puede aumentar el trabajo respiratorio y crear asincronía con el ventilador.


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3.3.6 Ventilación espontánea

Un paciente puede ventilar de manera espontánea a través del circuito del ventilador sin recibir ningún tipo de presión positiva en la vía aérea (CPAP = 0). Este método se utiliza para evaluar si el paciente es apto para la retirada de la ventilación mecánica, y consiste en reducir el soporte ventilatorio, permitiendo que el paciente respire sin asistencia durante un breve periodo de tiempo (15-30 minutos), mientras se conservan las capacidades de monitorización del ventilador (véase la figura 9).




Figura 9. Respiración espontánea.


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3.4 Diferencias entre ventilación controlada por presión
y ventilación con presión de soporte

Las características diferenciales entre la PCV y la PSV son:


– Mecanismo de ciclado: en la PCV el ciclado a la fase espiratoria es siempre por tiempo, ya que el tiempo inspiratorio es fijo. En cambio, en la PSV el ciclado es provocado por un descenso del flujo inspiratorio, es decir, la presurización de la vía aérea siempre se detiene antes de alcanzar la condición de flujo cero, y la duración de la fase inspiratoria depende del esfuerzo del paciente.


– Programación de la presión inspiratoria: en la PCV la presión inspiratoria puede prefijarse con relación al cero atmosférico o con respecto al nivel de PEEP, según la marca del ventilador, y en este caso el VT dependerá del gradiente de presión (Δ P) existente entre la presión inspiratoria y la PEEP. En cambio, la PSV suele establecerse sobre el valor de PEEP, y la presión inspiratoria total es el resultado de la suma de ambas presiones.


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Puntos clave

• Las variables físicas que determinan el ciclo ventilatorio mecánico son las variables de control, fase y condicionales.

• Durante la ventilación mecánica sólo son posibles dos tipos de ventilación: controlada y espontánea.

• En la sustitución total de la ventilación, el ventilador proporciona todo el trabajo respiratorio, mientras que en la sustitución parcial el trabajo respiratorio resulta de la interacción del paciente y el ventilador.

• El modo ventilatorio resulta fundamentalmente de la combinación entre los tipos de ventilación y las variables de control y fase.

• En la CMV todas las respiraciones son controladas, mientras que con la CPAP son espontáneas.

• Durante la PSV, el esfuerzo inspiratorio del paciente es asistido por un nivel de presión inspiratoria.

• La SIMV se caracteriza por una combinación de ventilaciones espontáneas y asistidas en sincronía con el esfuerzo del paciente.


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Bibliografía recomendada

Branson RD. Modes of ventilator operation. En: MacIntyre NR, Branson RD, editores. Mechanical ventilation. 2nd ed. Philadelphia: WB Saunders; 2008. p. 49-88.

Brochard L, Lellouche F. Pressure-support ventilation. En: Tobin MJ, editor. Principles and practice of mechanical ventilation. 2nd ed. New York: McGraw-Hill; 2006. p. 221-50.

Chatburn RL. Classification of mechanical ventilators. En: Tobin MJ, editor. Principles and practice of mechanical ventilation. 2nd ed. New York: McGraw-Hill; 2006. p. 37-52.

Chatburn RL. Fundamentals of mechanical ventilation. A short course in the theory and application of mechanical ventilators. Cleveland Heights (OH): Mandu Press; 2003.

Hess DR, Kacmarek RM, editores. Essentials of mechanical ventilation. 2nd ed. New York: McGraw-Hill; 2002.

Hughes M, Black R, editores. Advanced respiratory critical care. New York: Oxford University Press; 2011.

Mancebo J. Assist-control ventilation. En: Tobin MJ, editor. Principles and practice of mechanical ventilation. 2nd ed. New York: McGraw-Hill; 2006. p. 183-200.

Pilbeam SP, Cairo JM, editores. Mechanical ventilation. Physiological and clinical applications. 4th ed. St. Louis: Mosby; 2006.

Sassoon CH. Intermittent mandatory ventilation. En: Tobin MJ, editor. Principles and practice of mechanical ventilation. 2nd ed. New York: McGraw-Hill; 2006. p. 201-20.


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