Fundamentos de la ventilación mecánica

Fundamentos
de la ventilación mecánica

Capítulo 7
Inicio de la ventilación mecánica



Objetivos

• Determinar los objetivos fisiológicos y las indicaciones clínicas de la ventilación mecánica invasiva.

• Enumerar las características básicas que debe reunir cualquier ventilador mecánico.

• Establecer los parámetros estándar al inicio del soporte ventilatorio.

• Destacar la importancia de programar las alarmas esenciales en el ventilador.



Introducción

El objetivo principal de la ventilación mecánica es la sustitución total o parcial de la función ventilatoria, mientras se mantienen niveles apropiados de PO2 y PCO2 en sangre arterial y descansa la musculatura respiratoria. El soporte ventilatorio constituye la principal razón para el ingreso de los pacientes en la unidad de cuidados intensivos.

En contraste con la riqueza de estudios sobre la retirada de la ventilación mecánica, hay poca evidencia científica y ningún ensayo clínico que proporcione ayuda sobre cuándo iniciar el soporte ventilatorio. Mientras que es tentadora la idea de aplicar los índices predictores de éxito en el destete como criterios para identificar a los pacientes que requieren ventilación mecánica, esta metodología no ha sido probada y por lo tanto no se recomienda. Entre los factores causantes de la escasa investigación sobre las indicaciones de la ventilación mecánica destaca el hecho de que los pacientes que la requieren suelen estar gravemente enfermos y cualquier intervención que retrase su institución, tal como la recogida cuidadosa de mediciones fisiológicas, puede ser considerada como de alto riesgo vital.






1 Objetivos fisiológicos de la ventilación mecánica

La ventilación mecánica invasiva proporciona soporte ventilatorio temporal a los pacientes intubados, pero no es una técnica curativa. De hecho, en ciertas situaciones clínicas puede haber alternativas terapéuticas efectivas que no requieren intubación ni soporte ventilatorio.

Los objetivos esenciales de la ventilación mecánica son:


– Corrección de la hipoxemia o de la acidosis respiratoria progresiva, o de ambas.

– Reducción del trabajo respiratorio.

– Adaptación del paciente al ventilador.

– Prevención de la lesión pulmonar inducida por el ventilador.

– Retirada del ventilador tan pronto sea posible.


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2 Mantenimiento o manipulación del intercambio gaseoso

2.1 Mejoría de la ventilación alveolar

Evidentemente, la apnea y la parada respiratoria inminente son indicaciones obvias de soporte ventilatorio mecánico. En caso de fallo ventilatorio, es el pH arterial más que el nivel de PaCO2 el que debe evaluarse, y la ventilación mecánica está indicada cuando la hipoventilación se acompaña de acidosis respiratoria aguda (pH < 7,30). En la mayoría de las situaciones, el objetivo es conseguir una ventilación alveolar normal, aunque en ciertas circunstancias puede ser deseable una ventilación mayor (hiperventilación controlada para reducir la hipertensión intracraneal) o menor que la normal (hipercapnia permisiva en el asma o distrés respiratorio agudo). En cualquier caso, es importante evitar el desarrollo o el agravamiento de auto-PEEP (presión positiva al final de la espiración [positive end expiratory pressure]).


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2.2 Aumento de la oxigenación arterial

El déficit aislado de oxigenación constituye la indicación menos probable de ventilación mecánica. En la mayor parte de los casos, la oxigenoterapia será suficiente para revertir la hipoxemia, mientras que cuando ésta se debe a edema pulmonar o atelectasias, la presión positiva continua en la vía aérea (CPAP, continuous positive airway pressure) a través de mascarilla puede resultar beneficiosa. Sin embargo, la hipoxemia resistente causada por el síndrome de distrés respiratorio agudo (SDRA), o por una neumonía grave, requerirá intubación endotraqueal y ventilación mecánica. En estas situaciones, la finalidad del soporte ventilatorio es lograr y mantener un grado de oxigenación arterial que sea aceptable para la condición clínica del paciente, utilizando la FiO2 más baja posible con el fin de evitar el desarrollo de toxicidad por oxígeno (PaO2 > 60 mm Hg o SaO2 > 90 % con FiO2 < 0,6). Teniendo en cuenta que el objetivo final radica en la mejoría de la oxigenación tisular, hay que considerar, además de la PaO2, los otros factores que determinan el transporte de oxígeno, que son la hemoglobina y el gasto cardiaco.


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3 Incremento del volumen pulmonar

3.1 Adecuada inflación pulmonar al final de la inspiración

Un objetivo fundamental de la ventilación mecánica es conseguir la suficiente expansión pulmonar al final de la inspiración que permita prevenir o tratar atelectasias, evitando el desarrollo de sobredistensión alveolar.


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3.2 Aumento de la capacidad residual funcional

La utilización de presión positiva al final de la espiración puede conseguir restaurar y mantener la capacidad residual funcional en situaciones en que se encuentra reducida (SDRA).


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4 Reducción del trabajo respiratorio

4.1 Descarga de la musculatura respiratoria

La presencia de trabajo respiratorio excesivo, secundario a un aumento de la resistencia de la vía aérea o una disminución de la distensibilidad pulmonar, que se manifiesta por disnea, taquipnea, uso de la musculatura accesoria, diaforesis y aleteo nasal, puede ser una indicación de soporte ventilatorio mecánico antes de que se desarrollen las alteraciones del intercambio gaseoso, para lo que es deseable una adecuada sincronía entre el paciente y el ventilador.


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5 Indicaciones clínicas de la ventilación mecánica invasiva

En la práctica clínica diaria, la decisión de ventilar mecánicamente a un paciente no debe establecerse según si éste satisface o no ciertos criterios diagnósticos, sino que debe ser una decisión fundamentalmente clínica, basada más en signos y síntomas de dificultad respiratoria (véase la tabla 1) que en parámetros objetivos de intercambio gaseoso o de mecánica respiratoria, los cuales, si bien pueden servir de apoyo, tienen un valor sólo orientativo (véase la tabla 2). Es más importante la observación frecuente del enfermo y vigilar su tendencia evolutiva que considerar una cifra concreta. Debe iniciarse la ventilación mecánica cuando la evolución del paciente es desfavorable, sin tener que llegar a una situación extrema.




Tabla 1. Evaluación clínica de la necesidad de soporte ventilatorio.




Tabla 2. Parámetros fisiológicos que orientan el inicio de la ventilación mecánica.



La creciente utilización de la ventilación no invasiva, cuya indicación está fuertemente establecida en los pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica descompensada, edema pulmonar que curse con hipercapnia e inmunosuprimidos, no debe suponer un retraso en la intubación endotraqueal y la institución de la ventilación invasiva cuando aquella está contraindicada o ha fracasado. Es decir, no debe considerarse la intubación endotraqueal como un acto de debilidad personal, ni la ventilación mecánica como una técnica que crea adicción.

Cuando se toma la decisión de intubar y ventilar mecánicamente a un paciente, es importante tener en cuenta diversos aspectos éticos y posibles contraindicaciones. La ventilación invasiva estaría contraindicada (en favor del soporte no invasivo) si el enfermo ha expresado en su testamento vital que no desea recibirla, o bien cuando el soporte ventilatorio se considera una terapia fútil por no mejorar de forma significativa las expectativas de recuperación o la calidad de vida del paciente.

Basándose en los objetivos fisiológicos antes descritos, las indicaciones más frecuentes de la ventilación mecánica se detallan en la tabla 3.




Tabla 3. Indicaciones más frecuentes de la ventilación mecánica.


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6 Inicio de la ventilación mecánica

Con frecuencia, el inicio de la ventilación mecánica se asocia a un deterioro hemodinámico de grado variable, ya que la presión intratorácica media cambia de negativa a positiva y la mejoría de la ventilación y de la oxigenación puede producir una reducción del tono autonómico, a menudo potenciada por la sedación utilizada durante la intubación. Estos factores, junto con una volemia inadecuada, llevarán al desarrollo de hipotensión arterial. En general, esta afectación hemodinámica puede controlarse fácilmente con la administración de fluidos, pero en los pacientes con disfunción cardiovascular puede ser necesaria la infusión de fármacos vasoactivos.


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7 Indicaciones de intubación endotraqueal

Por definición, la ventilación mecánica invasiva implica el uso de una vía aérea artificial. Sin embargo, la presencia de ésta no es per se una indicación absoluta de soporte ventilatorio. Las cuatro indicaciones tradicionales de intubación endotraqueal son:


Proporcionar soporte ventilatorio.

Favorecer la eliminación de secreciones traqueobronquiales.

Aliviar la obstrucción de la vía aérea superior.

Proteger la vía aérea para evitar la aspiración de contenido gástrico.


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8 Selección del ventilador

Cuando se dispone de diferentes ventiladores, a menudo la familiaridad del personal con una determinada marca o equipo concreto será el factor determinante para su elección. Aunque los ventiladores microprocesados de última generación pueden estar equipados con múltiples características y modos ventilatorios, las capacidades fundamentales que debe tener cualquier ventilador mecánico, para que resulte útil en una amplia variedad de afecciones del adulto, son las que se describen en la tabla 4.




Tabla 4. Características básicas de un ventilador mecánico para adultos.


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9 Programación inicial del ventilador

Como ya se ha comentado, uno de los objetivos principales de la ventilación mecánica es el suministro de la ventilación minuto necesaria para satisfacer los requerimientos de oxigenación y ventilación que el paciente con insuficiencia respiratoria no puede conseguir por sí mismo, al tiempo que se reduce el trabajo respiratorio mediante una adecuada sincronización con el ventilador y se evitan las presiones inspiratorias elevadas que puedan producir una lesión pulmonar iatrogénica. Este objetivo se logra mediante la programación apropiada de los parámetros ventilatorios, los cuales dependerán del grado de interacción del paciente con el ventilador, de la fisiopatología de la enfermedad subyacente y de las características de la mecánica pulmonar. Así, dos pacientes de edad y tamaño similares, uno de ellos con una sobredosis de drogas y otro en un estado asmático, no deberían ser ventilados de la misma manera.


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9.1 Elección de la modalidad ventilatoria

Aunque hay poca evidencia científica que nos permita elegir un modo ventilatorio concreto, el consenso general es que durante las fases iniciales de la ventilación mecánica debe proporcionarse sustitución total de la ventilación, de forma que la demanda ventilatoria del paciente quede completamente satisfecha. Con este fin se utiliza la modalidad asistida-controlada por volumen o presión. La frecuencia respiratoria programada o de respaldo debe ser lo bastante alta para asegurar que el paciente realice poco o ningún esfuerzo inspiratorio (ventilación controlada). El objetivo es que el paciente respire en sincronía con el ventilador, para lo cual, al menos al principio, puede utilizarse sedación e incluso relajación muscular hasta lograr su estabilización.


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9.1.1 Ventilación controlada por volumen frente
a ventilación controlada por presión

Debido a que las variables físicas volumen y presión están interrelacionadas por las propiedades mecánicas del sistema respiratorio (distensibilidad pulmonar), hay pocas diferencias entre utilizar inicialmente ventilación controlada por volumen o por presión, siempre y cuando la presión alveolar o meseta no exceda de 30 cm H2O, para evitar la lesión pulmonar inducida por el ventilador. Sin embargo, la modalidad asistida-controlada por volumen ha sido históricamente la más utilizada, ya que aparte de resultar más familiar a los usuarios garantiza la ventilación minuto predeterminada.


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9.1.2 Sensibilidad (trigger)

Un aspecto fundamental en la ventilación asistida-controlada es establecer un nivel de sensibilidad o trigger apropiado. Este regulador permite la apertura de la válvula inspiratoria y la entrega del volumen circulante programado en respuesta al esfuerzo inspiratorio del paciente. El esfuerzo se relaciona con la actividad del centro respiratorio, puede expresarse como la presión inspiratoria generada por el paciente con la vía aérea ocluida durante los primeros 100 ms del inicio de la inspiración (P0.1) y se traduce en una depresión en la curva de presión de la vía aérea antes de que el ventilador suministre el volumen prefijado. Una vez que el esfuerzo inspiratorio del paciente ha sido capaz de activar el trigger, la totalidad del trabajo respiratorio es realizada por el ventilador.

Otro aspecto a tener en cuenta es el llamado tiempo de respuesta, el intervalo de tiempo que transcurre entre la detección del esfuerzo inspiratorio por el ventilador (depresión en la curva de presión) y el suministro del flujo de gas, que está directamente relacionado con el trabajo respiratorio. Cuanto mayor sea este tiempo, más esfuerzo tendrá que generar el paciente. Por fortuna, los nuevos ventiladores mecánicos han conseguido acortar notablemente este intervalo de respuesta.

El nivel de sensibilidad debe ser adecuado para que no suponga un esfuerzo adicional para el paciente. Una sensibilidad excesiva puede conducir al auto-trigger del ventilador, mientras que un valor umbral demasiado elevado hará que el trigger resulte inefectivo.

Dependiendo de las capacidades del ventilador, el trigger puede establecerse por presión o por flujo. En el trigger por presión, el esfuerzo inspiratorio del paciente produce una caída programada (0,5-2 cm H2O) de presión en la rama inspiratoria del circuito ventilatorio. En el trigger por flujo, el esfuerzo inspiratorio del paciente ocasiona un descenso predeterminado (1-3 l/min) en el flujo basal del circuito ventilatorio, sin requerir disminución en la presión de la vía aérea. Se ha demostrado que el trigger por flujo es más sensible y tiene un tiempo de respuesta menor que el trigger por presión, lo cual implica un menor trabajo respiratorio para el paciente.


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9.2 Parámetros ventilatorios iniciales estándar

Amadeo Meier, experto constructor de ventiladores que vivió en Ginebra la epidemia de poliomielitis, explicaba que durante esa epidemia la población civil voluntaria hacía turnos para ventilar a mano a los niños enfermos, y conseguía aprender en pocos minutos una forma sencilla de ventilación. El método consistía en hacer cantar a los voluntarios en voz alta «chum-ta-ta, chum-ta-ta, chum-ta-ta, chum-ta-ta». Con el «chum, chum, chum» determinaban la frecuencia, y con el «chum-ta-ta» la relación inspiración-espiración. Así se establecían los aspectos básicos del inicio de la ventilación artificial.

Los parámetros programables en la ventilación controlada por volumen (VCV) son el volumen minuto (volumen circulante y frecuencia respiratoria), el nivel de sensibilidad, el flujo inspiratorio, el patrón de flujo, la relación inspiración:espiración, la pausa inspiratoria, la fracción inspirada de oxígeno y la PEEP. En la ventilación controlada por presión (VCP), los parámetros a programar son la presión inspiratoria, el tiempo inspiratorio, la frecuencia respiratoria, el nivel de sensibilidad, la relación inspiración:espiración, la fracción inspirada de oxígeno y el nivel de PEEP. En la tabla 5 se describen los valores de partida de los parámetros ventilatorios.




Tabla 5. Resumen de los parámetros ventilatorios iniciales.


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9.2.1 Volumen minuto

El volumen minuto (VE) es el producto del volumen circulante entregado por el ventilador y la frecuencia respiratoria total (VE = VT × FR). Prácticamente todos los ventiladores disponen de mandos separados para programar el volumen circulante y la frecuencia respiratoria. Sin embargo, en algunos modelos el control del volumen circulante se ha sustituido por el del volumen minuto, y es preciso derivar aquél a partir del cociente entre el volumen minuto y la frecuencia respiratoria (VT = VE / FR). La ventilación minuto debe ajustarse aproximadamente en 7 a 10 l/min, con el objetivo principal de normalizar el pH más que conseguir una PaCO2 normal, sobre todo en los pacientes con hipercapnia crónica.


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9.2.1.1 Volumen circulante

El volumen circulante (VT) inicial puede calcularse a partir del peso corporal. El intervalo a programar oscila entre 4 y 10 ml/kg, según los requerimientos metabólicos y la mecánica pulmonar. Los pacientes con enfermedad neuromuscular, estado postoperatorio o sobredosis de drogas con mecánica pulmonar normal, pueden recibir un VT de 8 a 10 ml/kg. Aquellos con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) o asma, en quienes la resistencia de la vía aérea está elevada, deben ser ventilados con un VT de 6 a 8 ml/kg. Por el contrario, en los enfermos con patología pulmonar restrictiva aguda o crónica (SDRA o fibrosis pulmonar), que presentan una marcada reducción de la distensibilidad pulmonar, el VT debe ser notablemente inferior, en un intervalo de 4 a 8 ml/kg. En cualquier caso, la presión meseta de la vía aérea debe mantenerse por debajo de 30 cm H2O para reducir el riesgo de sobredistensión alveolar, salvo que la distensibilidad de la pared torácica esté disminuida (menor presión transpulmonar), situación en la cual puede ser aceptable una mayor presión alveolar.

Dos aspectos a tener en cuenta al programar el volumen circulante son el volumen compresible del circuito y el espacio muerto mecánico:


• Volumen compresible. El volumen programado en el panel de control representa la cantidad de gas que el ventilador envía al paciente. Sin embargo, no todo el volumen entregado por éste alcanza los pulmones, ya que parte de él se acumula en el circuito. La compresibilidad del sistema refleja la cantidad de gas (ml) que se comprime en el circuito ventilatorio por cada cm H2O de presión generada por el ventilador durante la inspiración. El volumen compresible es de unos 2 a 3 ml/cm H2O, en función del tipo de tubuladuras y de su distensibilidad, y puede llegar a ser clínicamente importante cuando se suministran bajos volúmenes o cuando la presión inspiratoria es alta. En sistemas muy distensibles, la compresibilidad se traduce en la expansión longitudinal de la rama inspiratoria del circuito.

El volumen exhalado a través de la válvula espiratoria incluye el volumen espirado del paciente y el volumen de gas comprimido en el circuito, y a menos que se mida en la vía aérea proximal, el volumen mostrado por el ventilador sobreestimará el volumen circulante del paciente en una cantidad equivalente al volumen de gas contenido en el sistema. La importancia del volumen compresible radica en que reduce el volumen circulante aportado al paciente y altera las determinaciones de la distensibilidad pulmonar y la auto-PEEP. La mayoría de los ventiladores modernos compensan automáticamente la compresibilidad del circuito.


• Espacio muerto mecánico. Otra consideración a tener en cuenta al programar el volumen circulante es la presencia de espacio muerto mecánico o instrumental, que se define como el volumen del circuito a través del cual se produce reinhalación, y que se comporta funcionalmente como una prolongación del espacio muerto anatómico del paciente. Este espacio muerto mecánico, que como ideal debería ser menor de 50 ml, abarca desde la pieza en Y del circuito ventilatorio hasta la vía aérea artificial (tubo endotraqueal o cánula de traqueostomía), y cualquier dispositivo que se añada en línea, tal como un trozo de tubo coarrugado que una la pieza en Y con el conector giratorio, humidificador higroscópico o capnógrafo, lo aumentará de forma significativa y puede contribuir al desarrollo de hipercapnia. El espacio muerto mecánico tiene particular importancia cuando se utilizan volúmenes pequeños, por lo que en caso de la ventilación protectora pulmonar debe ser tan bajo como sea posible.


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9.2.1.2 Nivel de presión inspiratoria

Cuando se utiliza ventilación controlada por presión es muy importante conocer si la presión inspiratoria se establece con respecto al nivel de PEEP o como una presión absoluta, es decir, con relación al cero atmosférico, ya que la forma de prefijar este parámetro varía según la marca de ventilador. El volumen circulante depende del gradiente entre la presión inspiratoria programada en el ventilador y la existente en los alvéolos (Δ P = PIP – PEEP), de manera que si se aumenta la presión inspiratoria manteniendo constante la PEEP se obtiene un mayor volumen circulante, mientras que si se incrementa el nivel de PEEP sin variar la presión de insuflación el volumen suministrado al paciente es menor. Hay varias formas de programar la presión inspiratoria inicial en VCP: aplicar 10 a 15 cm H2O sobre el nivel de PEEP, equiparar la presión de insuflación a la presión meseta determinada previamente en VCV, o bien, si no es posible medir esta presión, restar 5 cm H2O a la presión pico obtenida (PIP – 5 cm H2O). En cualquier caso, será necesario ajustar posteriormente esta presión inspiratoria para conseguir el volumen circulante deseado, pero con un límite máximo de 30 cm H2O.


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9.2.1.3 Frecuencia respiratoria

La frecuencia respiratoria (FR) programada varía entre 8 y 25 resp/min y determina, junto al volumen circulante, el volumen minuto. En los pacientes capaces de disparar el ventilador puede establecerse una frecuencia de respaldo de 2 a 4 resp/min por debajo de la total.

La frecuencia inicial depende de la magnitud del volumen prefijado, de la mecánica pulmonar y del objetivo de PaCO2. En los pacientes con mecánica respiratoria normal, una frecuencia de 8 a 12 resp/min suele ser bien tolerada. En caso de enfermedades obstructivas, 8 a 12 resp/min también es aceptable, ya que frecuencias más altas reducirán el tiempo de exhalación y conducirán al desarrollo de atrapamiento aéreo. Los pacientes con restricción pulmonar requieren una frecuencia respiratoria más alta, entre 15 y 25 resp/min, que satisfaga su elevada demanda ventilatoria y compense el bajo volumen circulante que reciben, y es crucial un ajuste cuidadoso para evitar el desarrollo de auto-PEEP.


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9.2.2 Flujo inspiratorio

El flujo inspiratorio puede definirse como la rapidez con que el ventilador suministra el volumen circulante. En ventilación asistida-controlada, la selección del flujo vendrá determinada por la cuantía del esfuerzo inspiratorio del paciente, que como mínimo debe igualar o incluso superar la demanda inspiratoria de éste (cuatro veces el volumen minuto espontáneo), de manera que no realice ningún esfuerzo sin que el ventilador le proporcione un flujo de gas adecuado. Esto mejorará la sincronía y disminuirá el trabajo respiratorio (véase la figura 1).




Figura 1. Efecto del flujo inspiratorio sobre la demanda del paciente. A) Flujo inspiratorio insuficiente. B) Flujo inspiratorio adecuado con tiempo inspiratorio menor.



Durante la ventilación controlada, la magnitud del flujo permite establecer un tiempo inspiratorio específico. Los flujos rápidos producen un acortamiento del tiempo inspiratorio, un aumento de la presión pico de la vía aérea y un empeoramiento de la distribución del gas inspirado. Por el contrario, los flujos lentos reducen la presión pico, mejoran la distribución de la ventilación e incrementan la presión media de la vía aérea a expensas de prolongar el tiempo inspiratorio, pero pueden inducir un deterioro de la función cardiovascular y atrapamiento aéreo, al reducirse el tiempo disponible para la espiración.

Al inicio de la ventilación mecánica debe establecerse un flujo que asegure un tiempo inspiratorio de alrededor de 1 segundo (0,8-1,2 s), lo que equivale a programar un flujo pico o máximo de unos 60 l/min (40-80 l/min). En los pacientes con EPOC, un flujo en torno a 100 l/min puede mejorar el intercambio gaseoso, ya que alarga el tiempo espiratorio y reduce el atrapamiento aéreo.


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9.2.3 Patrón de flujo inspiratorio

El flujo inspiratorio puede tener diversas morfologías: rectangular o cuadrado, acelerado, decelerado y sinusoidal (véase la figura 2). En la práctica clínica, los patrones de flujo más utilizados son el constante, rectangular o de onda cuadrada, y el decelerado o de rampa descendente. Al inicio de la ventilación mecánica es aceptable cualquiera de ellos.




Figura 2. Morfologías del flujo inspiratorio.



La forma de onda rectangular o cuadrada produce un flujo de gas prácticamente constante durante toda la inspiración, lo que se traduce en el suministro de igual volumen al comienzo y al final de la fase inspiratoria. La presión de la vía aérea aumenta de forma lineal, tras una rápida elevación relacionada con la resistencia ofrecida por el tubo endotraqueal, con un aspecto triangular. En el patrón de onda decelerada, el flujo es mayor al inicio de la inspiración y disminuye de manera progresiva conforme se acerca el final de esta fase del ciclo respiratorio. Como consecuencia, la mayor parte del volumen circulante se entrega al principio de la inspiración y la presión de la vía aérea adopta una forma rectangular, similar a la ventilación controlada por presión (véase la figura 3).




Figura 3. Patrón de flujo decelerado (A) y constante (B).



La utilidad clínica de manipular la onda de flujo continúa siendo controvertida. En general puede decirse que, en comparación con el flujo constante, el patrón de flujo decelerado produce un descenso de la presión pico, un aumento de la presión media de la vía aérea y una mejoría de la distribución del gas inspirado, lo que puede traducirse en una reducción del espacio muerto y un incremento de la oxigenación y de la ventilación alveolar.


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9.2.4 Relación inspiración:espiración

El ciclo respiratorio es el periodo de tiempo desde el inicio de una respiración hasta el comienzo de la siguiente, y se mide en segundos (véase la figura 4). El tiempo de ciclo total (TTOT) es la suma del tiempo inspiratorio (TI) y el tiempo espiratorio (TE):


TTOT = TI + TE.




Figura 4. Duración del ciclo respiratorio.



La duración del ciclo respiratorio puede obtenerse dividiendo 60 segundos entre la frecuencia respiratoria:


TTOT = 60 / FR.


En la ventilación controlada por volumen, el tiempo inspiratorio está influido por el flujo, la morfología de la onda y el volumen, y es igual al cociente entre el volumen circulante (VT) y el flujo inspiratorio ():


TI = VT / .


En la ventilación controlada por presión, el tiempo inspiratorio se programa directamente en el ventilador.

El tiempo espiratorio depende de la FR y del tiempo inspiratorio, y se calcula como la diferencia entre la duración total del ciclo y el tiempo inspiratorio:


TE = TTOT - TI.


La relación entre la duración de la inspiración y la espiración (I:E) está determinada por el tiempo inspiratorio (flujo inspiratorio, pausa inspiratoria, volumen circulante) y la FR, y es una consideración importante a tener en cuenta cuando se inicia el soporte ventilatorio. Esta relación se obtiene dividiendo el tiempo inspiratorio entre el tiempo espiratorio:


I:E = TI / TE.


Habitualmente la relación I:E se expresa considerando que TI es igual a 1. Por ejemplo, si TI = 2 s y TE = 4 s, entonces TI:TE = 2:4 y se representaría como I:E = 1:2. Al inicio de la ventilación mecánica se recomienda programar una relación I:E de 1:2, es decir, con un tiempo espiratorio doble que el inspiratorio, equivalente a una duración de la inspiración del 33 % del tiempo de ciclo total (TI/TOT = 33 %). En las enfermedades con limitación del flujo espiratorio, el tiempo de exhalación debe prolongarse de manera que el cociente I:E cambie a 1:2,5 o 1:3. Cuando la duración de la inspiración iguala o excede a la de la espiración (I:E ≥ 1:1) se dice que la relación I:E está invertida (I:E = 2:1 o 3:1). En esta situación, el TE se iguala a 1, es decir, si TI = 4 s y TE = 2 s, entonces TI:TE = 4:2 y I:E = 2:1, aunque algunos ventiladores siempre muestran una relación 1:X, y la relación inversa aparece como 1:0,5 en lugar de 2:1.

La prolongación del tiempo inspiratorio aumenta la presión media de la vía aérea, lo que comporta una mejora de la oxigenación arterial. Sin embargo, puede ocasionar un descenso del gasto cardiaco e inducir atrapamiento aéreo si el tiempo espiratorio resulta insuficiente (I:E ≥ 1:1).

Durante la ventilación asistida, si el tiempo inspiratorio del paciente es más corto que el establecido en el ventilador, puede producirse una doble activación del trigger y el paciente recibiría dos respiraciones seguidas. Por el contrario, si el tiempo inspiratorio programado es demasiado largo, el paciente exhalará activamente contra la respiración suministrada por el ventilador.


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9.2.5 Pausa inspiratoria

Consiste en aplicar un retardo en la apertura de la válvula espiratoria durante un breve tiempo tras finalizar el flujo inspiratorio, de manera que el gas insuflado permanezca dentro de los pulmones del paciente. Esta maniobra da lugar a una caída de la presión de la vía aérea, desde su valor máximo o pico hasta una meseta. Establecer una pausa inspiratoria puede mejorar la distribución del volumen circulante entre las unidades pulmonares con diferentes constantes de tiempo (Pendelluft). La constante de tiempo se refiere al tiempo que requieren las diferentes unidades pulmonares para llenarse y vaciarse, dependiendo de sus características mecánicas, y puede definirse como el producto de la resistencia y la distensibilidad.

La mayor utilidad de la pausa inspiratoria es la obtención de la presión meseta, la cual refleja la presión pico alveolar y permite el cálculo de la distensibilidad estática. Para ello, con el paciente relajado, se programa una pausa de 0,5 s a 2 s al final de la inspiración, con el fin de permitir el equilibrio entre las presiones de la vía aérea proximal y alveolar.

La pausa forma parte de la fase inspiratoria del ciclo respiratorio. Por tanto, el tiempo inspiratorio total es la suma del tiempo de pausa (ausencia de flujo) y del tiempo de insuflación. Constituye un método útil para prolongar la duración de la inspiración y es el único parámetro que incrementa la presión media de la vía aérea sin aumentar la presión pico.


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9.2.6 Pausa espiratoria

La aplicación de una pausa de 0,5 s a 2 s al final de la espiración produce un retraso en la apertura de la válvula inspiratoria, mientras la válvula de exhalación está aún cerrada. Esta operación resulta útil para medir la presión generada por el atrapamiento aéreo o auto-PEEP en un paciente ventilado de forma pasiva.


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9.2.7 Fracción inspirada de oxígeno

La fracción inspirada de oxígeno (FIO2) se indica en tanto por uno, a diferencia de la concentración de oxígeno que se expresa en porcentaje, y puede oscilar entre 0,21 (21 %) y 1,0 (100 %). Al inicio de la ventilación mecánica es recomendable una FIO2 de 1,0 y posteriormente ajustarla mediante pulsioximetría o según los resultados de una gasometría arterial realizada 10 a 20 minutos después del comienzo del soporte ventilatorio. El objetivo es lograr una SaO2 ≥ 90 %, equivalente a una PaO2 ≥ 60 mm Hg con una FIO2 < 0,6. Salvo que sea totalmente imprescindible, no es conveniente administrar una FIO2 elevada (FIO2 > 0,6) durante más de 48 horas, ya que pueden desarrollarse atelectasias por absorción y una lesión pulmonar secundaria a toxicidad por oxígeno.


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9.2.8 Presión positiva al final de la espiración

La PEEP es una maniobra que evita la caída a cero de la presión de la vía aérea al final de la fase espiratoria, y puede combinarse con cualquier modalidad ventilatoria, ya sea de sustitución total o parcial. La función principal de la PEEP es mantener el reclutamiento de las unidades alveolares colapsadas o llenas de fluido, produciendo un aumento de la capacidad residual funcional, un mejor equilibrio ventilación-perfusión, una disminución del shunt intrapulmonar y una mejoría de la distensibilidad pulmonar. El resultado final es el incremento de la PaO2 y la SaO2, lo que permitirá reducir la FIO2 a valores no tóxicos. La diferencia entre los volúmenes inspirado y espirado refleja la cuantía del volumen reclutado por la PEEP. Por otra parte, en los pacientes con fallo ventricular izquierdo, la PEEP puede mejorar la función miocárdica al reducir el retorno venoso y la poscarga del ventrículo izquierdo.

La indicación fundamental de la PEEP es la lesión pulmonar aguda con hipoxemia que no responde (SDRA). Se considera PEEP óptima el valor que consigue una oxigenación arterial adecuada (PaO2 > 60 mm Hg) con una FIO2 no tóxica, sin provocar afectación hemodinámica. En el SDRA, la PEEP puede establecerse ligeramente por encima (2-3 cm H2O) del punto de inflexión inferior (presión crítica de apertura alveolar) en la rama inspiratoria de la curva presión-volumen, lo que equivale a 10 a 20 cm H2O (véase la figura 5).




Figura 5. Curva de presión-volumen con el punto de inflexión inferior
como referencia para establecer la PEEP.



En los pacientes hipoxémicos, el valor inicial de la PEEP debe ser de 5 a 8 cm H2O, con incrementos de 3 a 5 cm H2O según las necesidades, que vendrán definidas por el intercambio gaseoso, la mecánica respiratoria y el estado cardiovascular. Normalmente no suele ser necesaria una PEEP > 15 o 20 cm H2O. La PEEP no debe retirarse bruscamente sino de forma progresiva, tras conseguir una oxigenación adecuada con la FIO2 más baja posible (FIO2 < 0,5).

La intubación endotraqueal y la posición en decúbito supino dan lugar a una reducción de la capacidad residual funcional, lo cual puede afectar al intercambio gaseoso. Por ello, en la práctica clínica es habitual utilizar una PEEP baja (3-5 cm H2O), con independencia del estado de oxigenación del paciente, con el fin de restaurar la capacidad residual funcional (PEEP fisiológica).

Los pacientes con limitación al flujo con frecuencia desarrollan atrapamiento aéreo, sobre todo si el tiempo espiratorio es insuficiente para lograr un adecuado vaciamiento pulmonar. Este aumento del volumen pulmonar al final de la espiración crea una presión positiva denominada PEEP intrínseca o auto-PEEP, que es difícil de detectar en el manómetro del ventilador. En tal caso se origina un gradiente de presión entre los alvéolos y la vía aérea superior que el paciente debe vencer, generando una presión negativa de magnitud igual a la suma de la auto-PEEP y la presión del trigger. Esto se traduce en un aumento del trabajo respiratorio y en la presencia de esfuerzos inspiratorios ineficaces para disparar el trigger del ventilador. La aplicación de PEEP externa con un valor que no exceda del 80 % del nivel actual de auto-PEEP permitirá contrarrestarla y disminuirá el esfuerzo necesario para activar el trigger, sin afectar a la cuantía de la PEEP total.

Una PEEP excesiva puede producir barotrauma y descenso del gasto cardiaco. En caso de enfermedad pulmonar unilateral (neumonía, contusión), la PEEP puede empeorar la oxigenación porque la sobredistensión de las unidades alveolares sanas provoca una redistribución del flujo sanguíneo hacia las zonas menos ventiladas del pulmón, aumentando el shunt intrapulmonar.


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9.2.9 Hiperinsuflaciones periódicas o suspiros

Un suspiro es una inspiración profunda que ocurre regularmente como parte del patrón respiratorio normal. Esta hiperinsuflación periódica fue muy popular durante las décadas de 1970 y 1980, y consistía en suministrar una o más respiraciones profundas, con un volumen 1,5 a 2 veces el volumen circulante prefijado y una periodicidad de tres o cuatro veces por hora. Posteriormente se demostró que no resultaban útiles y cayeron en desuso.

Con el advenimiento de la estrategia ventilatoria protectora pulmonar en los pacientes con SDRA, consistente en el uso de bajos volúmenes circulantes, se ha renovado el interés por la utilidad de los suspiros como una maniobra de reclutamiento alveolar. De hecho, algunos ventiladores actuales los aplican generando una PEEP intermitente sobre la presión espiratoria basal. En la práctica clínica, los suspiros sólo estarían justificados cuando se utilicen volúmenes bajos (VT < 7 ml/kg) y como parte de las técnicas de fisioterapia respiratoria.


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9.3 Alarmas del ventilador

Los ventiladores mecánicos disponen de una serie de alarmas, cuyo objetivo es alertar al personal sobre la existencia de problemas en el sistema paciente-ventilador, lo cual constituye una importante medida de seguridad para el paciente. Las alarmas deben ajustarse a un nivel de sensibilidad que permita detectar fácilmente la aparición de sucesos críticos en el paciente, el ventilador y el circuito ventilatorio, pero al mismo tiempo debe impedir su activación indiscriminada ante situaciones no reales o de escasa importancia (falsas alarmas). La American Association for Respiratory Care ha clasificado las alarmas en tres niveles de prioridad, según la gravedad de la situación (véase la tabla 6).




Tabla 6. Niveles de prioridad de las alarmas de un ventilador.



En general, los ventiladores poseen dos tipos de alarmas: unas no ajustables, que se activan en caso de mala función del ventilador, avería de la válvula espiratoria, fallo de la fuente de gases presurizados o interrupción de la alimentación eléctrica, y otras programables en relación con la entrega de los gases al paciente. Las alarmas esenciales (véase la tabla 7) que deben ajustarse al inicio de la ventilación mecánica son las de presión inspiratoria, volumen espirado (circulante y minuto), FR, FIO2 y apnea:


• Presión de la vía aérea. La alarma de presión inspiratoria máxima suele establecerse en 10 cm H2O por encima de la presión pico de la vía aérea, y cuando se alcanza este límite finaliza la inspiración. Suele activarse en caso de tos, secreciones abundantes, reducción de la distensibilidad pulmonar o acodamiento del tubo endotraqueal o del circuito ventilatorio. La alarma de presión inspiratoria mínima se programa habitualmente en 5 a 10 cm H2O por debajo de la presión pico de la vía aérea, y su activación es indicativa de desconexión o presencia de fugas en el circuito ventilatorio.


• Volumen espirado. Con frecuencia hay alarmas separadas para valores altos y bajos del volumen minuto y del volumen exhalado. Los límites se establecen un 10 % a un 15 % por encima y por debajo del volumen prefijado.


• Frecuencia respiratoria. Dado que la taquipnea es un signo de trabajo respiratorio excesivo, debe ajustarse un límite de frecuencia respiratoria alta (> 35 resp/min), sobre todo si utiliza una modalidad de respiración espontánea.


• Fracción inspirada de oxígeno. Para poder detectar averías en el mezclador de gases o problemas con la célula de oxígeno es útil poder fijar un intervalo de posible variación de la FIO2 en torno a un 5 % por encima y por debajo del nivel ajustado.


• Apnea. En las modalidades de respiración espontánea es importante disponer de una alarma de apnea, que suele prefijarse como el intervalo de tiempo que transcurre entre dos ciclos respiratorios consecutivos, es decir, el periodo de apnea sería mayor que el TTOT y menor que 2 × TTOT, habitualmente 20 s. En el momento en que el paciente dejara de respirar, la activación de la alarma de apnea provocaría el cambio a ventilación asistida-controlada, y se permanecería en ese modo hasta que la alarma se repusiera manualmente o se seleccionara otra forma de ventilación. Esta ventilación de respaldo o de apnea suele programarse con un volumen circulante de 8 a 10 ml/kg, una FR de 8 a 12 resp/min y un alto porcentaje de oxígeno (80-100 %).


• Otras alarmas. Algunos ventiladores disponen además de alarmas que notifican la inversión de la relación I:E (TI menos de la mitad del TTOT) o la mala programación de algunos parámetros ventilatorios.




Tabla 7. Programación de las alarmas principales en el ventilador.


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9.4 Decálogo para el inicio de la ventilación mecánica

Los diez aspectos esenciales a tener en cuenta cuando va a iniciarse el soporte ventilatorio se resumen en la tabla 8.




Tabla 8. Decálogo de la ventilación mecánica.


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Puntos clave

• Los objetivos principales de la ventilación mecánica son mejorar el intercambio gaseoso y reducir el trabajo respiratorio.

• La indicación de soporte ventilatorio debe basarse fundamentalmente en criterios clínicos.

• La modalidad inicial debe ser la asistida-controlada, y los parámetros ventilatorios y las alarmas esenciales deben estar estandarizados y han de prefijarse como parte de la programación inicial del ventilador.


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Bibliografía recomendada


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