Los modos de ventilación mecánica son uno de los aspectos más importantes del uso de la ventilación mecánica . El modo se refiere al método de apoyo inspiratorio. En general, la selección del modo se basa en la familiaridad del médico y las preferencias institucionales, ya que hay escasez de evidencia que indique que el modo afecta el resultado clínico. Las formas más utilizadas de ventilación mecánica de volumen limitado son la ventilación obligatoria intermitente (IMV) y la ventilación obligatoria continua (CMV). [1] Ha habido cambios sustanciales en la nomenclatura de la ventilación mecánica a lo largo de los años, pero más recientemente se ha estandarizado por muchos grupos de respirología y neumología. [2] [3] Escribir un modo es más apropiado en letras mayúsculas con un guión entre la variable de control y la estrategia (es decir, PC-IMV o VC-MMV, etc.).
La taxonomía es un sistema de clasificación lógico basado en 10 máximas del diseño de ventiladores [4]
En esta ecuación, la presión, el volumen y el flujo son funciones continuas del tiempo. La presión es en realidad una diferencia de presión en todo el sistema (p. ej., la presión transrespiratoria definida como la presión en la abertura de las vías respiratorias menos la presión en la superficie del cuerpo). La elastancia (definida como el cambio de presión dividido por el cambio asociado de volumen; el recíproco de la distensibilidad) y la resistencia (definida como un cambio de presión dividido por el cambio asociado de flujo) son parámetros que se supone permanecen constantes durante una respiración.Presión = (Elastancia × Volumen) + (Resistencia × Flujo)
El control de volumen (VC) significa que tanto el volumen como el flujo están preestablecidos antes de la inspiración. En otras palabras, el lado derecho de la ecuación del movimiento permanece constante mientras la presión cambia con los cambios en la elastancia y la resistencia.
El control de presión (PC) significa que la presión inspiratoria está preestablecida como un valor constante o es proporcional al esfuerzo inspiratorio del paciente. En otras palabras, el lado izquierdo de la ecuación de movimiento permanece constante mientras que el volumen y el flujo cambian con los cambios en la elastancia y la resistencia.
El control de tiempo (TC) significa que, en algunas situaciones excepcionales, ninguna de las variables principales (presión, volumen o flujo) está preestablecida. En este caso sólo están preestablecidos los tiempos de inspiración y espiración.
La activación del paciente significa iniciar la inspiración basándose en una señal del paciente independiente de una señal de activación de la máquina. La activación de la máquina significa iniciar el flujo inspiratorio basándose en una señal del ventilador, independientemente de la señal de activación del paciente. El ciclo del paciente significa finalizar el tiempo inspiratorio basándose en señales que representan los componentes determinados por el paciente de la ecuación de movimiento (es decir, elastancia o resistencia e incluidos los efectos debidos al esfuerzo inspiratorio). El ciclo de flujo es una forma de ciclo del paciente porque la velocidad de caída del flujo hasta el umbral del ciclo está determinada por la mecánica del paciente. El ciclo de la máquina significa finalizar el tiempo inspiratorio independientemente de las señales que representan los componentes de la ecuación de movimiento determinados por el paciente.
Punto de ajuste: un esquema de objetivo para el cual el operador establece todos los parámetros de la forma de onda de presión (modos de control de presión) o formas de onda de volumen y flujo (modos de control de volumen).
Dual: un esquema de orientación que permite que el ventilador cambie entre control de volumen y control de presión durante una sola inspiración.
Biovariable: un esquema de focalización que permite al ventilador establecer automáticamente la presión inspiratoria o el volumen corriente de forma aleatoria para imitar la variabilidad observada durante la respiración normal.
Servo: un esquema de focalización para el cual la presión inspiratoria es proporcional al esfuerzo inspiratorio.
Adaptativo: un esquema de objetivos que permite al ventilador establecer automáticamente un objetivo (p. ej., presión dentro de una respiración) para alcanzar otro objetivo (p. ej., volumen corriente promedio durante varias respiraciones).
Óptimo: Un esquema de objetivos que ajusta automáticamente los objetivos del patrón ventilatorio para minimizar o maximizar alguna característica de rendimiento general (p. ej., minimizar la tasa de trabajo realizada por el patrón ventilatorio).
Inteligente: un esquema de focalización que utiliza programas de inteligencia artificial como lógica difusa , sistemas expertos basados en reglas y redes neuronales artificiales .
La "respiración primaria" es la única respiración que existe (obligatoria para CMV y espontánea para CSV) o es la respiración obligatoria en IMV. Los esquemas de focalización se pueden representar con letras simples y minúsculas: punto de ajuste = s, dual = d, servo = r, biovariable = b, adaptativo = a, óptimo = o, inteligente = i. Una etiqueta es una abreviatura de una clasificación de modo, como PC-IMV. Son posibles etiquetas compuestas, por ejemplo, PC-IMVoi,oi.
Paso 1: Identificar la variable principal de control de la respiración. Si la inspiración comienza con una presión inspiratoria preestablecida, o si la presión es proporcional al esfuerzo inspiratorio, entonces la variable de control es la presión. Si la inspiración comienza con un volumen corriente y un flujo inspiratorio preestablecidos, entonces la variable de control es el volumen. Si ninguna de las dos cosas es cierta, la variable de control es el tiempo.
Paso 2: Identifica la secuencia de respiración. Determine si los eventos de activación y ciclo los determina el paciente o la máquina. Luego, utilice esta información para determinar la secuencia de respiración.
Paso 3: Identifique los esquemas de objetivos para las respiraciones primarias y (si corresponde) las respiraciones secundarias.
Nombre del modo: Control de volumen del aire acondicionado ( Covidien PB 840): [ cita necesaria ]
Nombre del modo: SIMV Volume Control Plus ( Covidien PB 840): [ cita necesaria ]
Las máquinas de ventilación mecánica están disponibles tanto con modos invasivos (como la intubación ) como con modos no invasivos (como BPAP ). Invasivo tiene que ver con la inserción de dispositivos médicos o tubos internos al paciente, mientras que no invasivo es completamente externo al paciente, como por ejemplo el uso de una máscara ajustada u otro dispositivo que cubra la nariz y la boca del paciente.
Una distinción básica en la ventilación mecánica es si cada respiración la inicia el paciente (modo de asistencia) o la máquina (modo de control). También son posibles híbridos dinámicos de los dos (modos de control de asistencia), y el modo de control sin asistencia ahora está prácticamente obsoleto.
La ventilación con liberación de presión en las vías respiratorias es una alternancia cíclica de tiempo entre dos niveles de presión positiva en las vías respiratorias, con el tiempo principal en el nivel alto y una breve liberación espiratoria para facilitar la ventilación. [5]
La ventilación con liberación de presión en las vías respiratorias generalmente se utiliza como un tipo de ventilación de relación inversa. El tiempo de exhalación ( Tlow ) se acorta normalmente a menos de un segundo para mantener la inflación de los alvéolos. Básicamente, se trata de una presión continua con una breve liberación. APRV es actualmente el modo convencional más eficiente para la ventilación protectora pulmonar. [6]
Pueden existir diferentes percepciones de este modo en todo el mundo. Si bien 'APRV' es común para los usuarios en América del Norte , en Europa se introdujo un modo muy similar, la presión positiva bifásica en las vías respiratorias (BIPAP). [7] El término APRV también se ha utilizado en revistas estadounidenses donde, por las características de ventilación, BIPAP habría sido una terminología perfectamente buena. [8] Pero BiPAP(tm) es una marca registrada de un modo de ventilación no invasiva en un ventilador específico (Respironics Inc.).
Le siguieron otros fabricantes con sus propias marcas (BILEVEL, DUOPAP, BIVENT). Aunque similares en modalidad, estos términos describen cómo se pretende que un modo infle el pulmón, en lugar de definir las características de sincronización o la forma en que se apoyan los esfuerzos respiratorios espontáneos.
La ventilación obligatoria intermitente no siempre ha tenido la característica de sincronizada, por lo que se entendió que la división de modos era SIMV (sincronizada) vs IMV (no sincronizada). Desde que la Asociación Americana de Cuidados Respiratorios estableció una nomenclatura para la ventilación mecánica, la parte "sincronizada" del título se eliminó y ahora solo existe IMV.
La ventilación minuto obligatoria (MMV) permite la respiración espontánea con ajustes automáticos de la ventilación obligatoria para cumplir con el requisito de volumen minuto mínimo preestablecido del paciente. Si el paciente mantiene los ajustes de volumen minuto para V T xf, no se administran respiraciones obligatorias. [ cita necesaria ]
Si el volumen minuto del paciente es insuficiente, se producirá la administración obligatoria del volumen corriente preestablecido hasta que se alcance el volumen minuto. El método para monitorear si el paciente cumple o no con la ventilación minuto requerida (V E ) difiere según la marca y el modelo del ventilador, pero, en general, hay una ventana de tiempo monitoreado y una ventana más pequeña que se compara con la ventana más grande (es decir, , en la línea de ventiladores mecánicos Dräger Evita® hay una ventana móvil de 20 segundos, y cada 7 segundos se miden el volumen tidal actual y la frecuencia) para decidir si se necesita respiración mecánica para mantener la ventilación minuto. [ cita necesaria ]
MMV es un modo óptimo para el destete en poblaciones neonatales y pediátricas y se ha demostrado que reduce las complicaciones a largo plazo relacionadas con la ventilación mecánica. [9]
El control de volumen regulado por presión es un modo basado en ventilación controlada asistida (ACV). El control de volumen regulado por presión utiliza respiraciones cíclicas de tiempo, de volumen objetivo y de presión limitada que pueden ser iniciadas por el ventilador o por el paciente.
La presión inspiratoria máxima suministrada por el ventilador varía respiración a respiración para lograr un volumen corriente objetivo establecido por el médico.
Por ejemplo, si se establece un volumen corriente objetivo de 500 ml pero el ventilador administra 600 ml, la siguiente respiración se administrará con una presión inspiratoria más baja para lograr un volumen corriente más bajo. Aunque PRVC se considera un modo híbrido debido a sus configuraciones de volumen tidal (VC) y configuraciones de limitación de presión (PC), fundamentalmente PRVC es un modo de control de presión con orientación adaptativa.
La presión positiva continua en las vías respiratorias (CPAP) es un modo de soporte respiratorio de presión positiva no invasivo. CPAP es una presión continua que se aplica para mantener los alvéolos abiertos y no desinflarlos por completo. Este mecanismo de mantenimiento de los alvéolos inflados ayuda a aumentar la presión parcial de oxígeno en la sangre arterial, un aumento adecuado de la CPAP aumenta la PaO 2 .
La presión positiva automática en las vías respiratorias (APAP) es una forma de CPAP que ajusta automáticamente la cantidad de presión administrada al paciente al mínimo requerido para mantener una vía aérea sin obstrucciones, respiración a respiración, midiendo la resistencia en la respiración del paciente.
La presión positiva de dos niveles en las vías respiratorias (BPAP) es un modo utilizado durante la ventilación no invasiva (VNI). Utilizado por primera vez en 1988 por el profesor Benzer en Austria, [10] proporciona una presión positiva inspiratoria en las vías respiratorias (IPAP) y una presión espiratoria positiva en las vías respiratorias (EPAP) preestablecidas. BPAP se puede describir como un sistema de presión positiva continua en las vías respiratorias con un cambio de ciclo de tiempo del nivel de CPAP aplicado. [11]
Se ha demostrado que CPAP/APAP, BPAP y otros modos de ventilación no invasivos son herramientas de tratamiento eficaces para la enfermedad pulmonar obstructiva crónica , la insuficiencia respiratoria aguda , la apnea del sueño , etc. [12]
A menudo, la BPAP se denomina incorrectamente "BiPAP". BiPAP es el nombre de un ventilador portátil fabricado por Respironics Corporation ; es sólo uno de los muchos ventiladores que pueden administrar BPAP.
Se ha demostrado que BPAP es útil para reducir la mortalidad y la necesidad de intubación endotraqueal cuando se usa en personas con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). [13] [14]
El término activo se refiere al sistema de espiración forzada del ventilador. En un escenario HFV-A, el ventilador usa presión para aplicar una respiración inspiratoria y luego aplica una presión opuesta para forzar una respiración espiratoria. En la ventilación oscilatoria de alta frecuencia (a veces abreviada HFOV), el fuelle de oscilación y el pistón fuerzan una presión positiva hacia adentro y aplican una presión negativa para forzar una espiración. [15]
El término pasivo se refiere al sistema espiratorio no forzado del ventilador. En un escenario HFV-P, el ventilador usa presión para aplicar una respiración inspiratoria y luego regresa a la presión atmosférica para permitir una espiración pasiva. Esto se observa en la ventilación por chorro de alta frecuencia, a veces abreviada HFJV. También se clasifica en Ventilación de alta frecuencia la Ventilación de percusión de alta frecuencia, a veces abreviada HFPV. Con HFPV utiliza un circuito abierto para administrar sus volúmenes submareales a través de la interfaz del paciente conocida como Phasitron.
La garantía de volumen es un parámetro adicional disponible en muchos tipos de ventiladores que permite al ventilador cambiar su configuración de presión inspiratoria para lograr un volumen corriente mínimo. Esto se utiliza con mayor frecuencia en pacientes neonatales que necesitan un modo de presión controlada teniendo en cuenta el control del volumen para minimizar el volutrauma .
La presión positiva al final de la espiración (PEEP) es la presión que se aplica al espirar. La PEEP se aplica mediante una válvula que está conectada al puerto espiratorio y se ajusta manualmente o una válvula administrada internamente por un ventilador mecánico.
La PEEP es una presión que la exhalación debe evitar, lo que de hecho hace que los alvéolos permanezcan abiertos y no se desinflen por completo. Este mecanismo para mantener los alvéolos inflados ayuda a aumentar la presión parcial de oxígeno en la sangre arterial y un aumento de la PEEP aumenta la PaO 2 . [dieciséis]
La presión de soporte es un modo espontáneo de ventilación, también denominado ventilación con presión de soporte (PSV). El paciente inicia cada respiración y el ventilador brinda soporte con el valor de presión preestablecido. Con el apoyo del ventilador, el paciente también regula su propia frecuencia respiratoria y su volumen corriente .
En presión de soporte, el nivel de presión de soporte inspiratorio establecido se mantiene constante y hay un flujo desacelerado. El paciente activa todas las respiraciones. Si hay un cambio en las propiedades mecánicas del pulmón/tórax y el esfuerzo del paciente, el volumen tidal administrado se verá afectado. Luego, el usuario debe regular el nivel de presión de soporte para obtener la ventilación deseada. [17] [18]
La presión de soporte mejora la oxigenación, [19] la ventilación y disminuye el trabajo respiratorio.
Consulte también ventilación con soporte adaptativo.
La ventilación controlada por flujo (FCV) es un modo de ventilación completamente dinámico, sin pausas, con flujos de gas continuos y estables tanto durante la inspiración como en la espiración, buscando cambios lineales tanto en volumen como en presión. [20] FCV es un modo de ventilación invasivo pero, a diferencia de los modos controlados por volumen y presión, no se basa en una espiración pasiva creada por el colapso de la pared torácica y el retroceso elástico de los pulmones. Un circuito respiratorio de alta resistencia inhibe la espiración pasiva y con ello permite controlar y estabilizar completamente el flujo de espiración. FCV crea una inspiración generando un flujo estable desde una presión final de espiración (EEP) establecida hasta una presión máxima establecida. Luego se crea un flujo espiratorio estable mediante succión. [21] Esta tasa de flujo espiratorio es preferiblemente similar al flujo inspiratorio, con el objetivo de una relación I:E de 1:1,0, para minimizar la disipación de energía en los pulmones. [22] [23] FCV® es una ventilación más eficiente en comparación con los modos convencionales, [24] [25] [26] [27] [28] permite la ventilación incluso a través de lúmenes pequeños (~2 – 10 mm ID) [29 ] [30] y da como resultado una menor potencia mecánica aplicada. [31] [32] FCV fue inventado por el profesor Dr. med. Dietmar Enk. [20]
La ventilación con presión negativa estimula (o fuerza) la respiración mediante la aplicación periódica de vacío parcial (presión de aire reducida por debajo de la presión ambiental), aplicado externamente al torso del paciente (específicamente, al pecho y al abdomen) para ayudar (o forzar) al pecho a expandirse, expandiéndose. los pulmones, lo que resulta en una inhalación voluntaria (o involuntaria) a través de las vías respiratorias del paciente. [33] [34] [35] [36] [37]
Se han desarrollado varios "ventiladores de presión negativa" (NPV) para cumplir esta función; el más famoso es el " pulmón de hierro ", un tanque en el que el paciente yace, con sólo la cabeza expuesta al aire ambiente, mientras la presión del aire sobre el resto de su cuerpo permanece acostado. El cuerpo, dentro del tanque, varía mediante bombeo, para estimular la expansión y contracción del pecho y los pulmones. Aunque no se utilizan ampliamente en la actualidad, los VPN fueron las principales formas de ventilación mecánica hospitalaria y a largo plazo en la primera mitad del siglo XX, y su uso sigue siendo limitado en la actualidad. [33] [34] [35] [36] [37]
La ventilación de soporte adaptativo (ASV) es un desarrollo posterior de MMV. Este modo de ventilación fue inventado por un equipo de médicos apoyados por Hamilton Medical y fue el primer resultado comercial de la estrategia a largo plazo de la empresa para automatizar la ventilación mecánica [38] [39] . ASV adapta continuamente la presión inspiratoria y la frecuencia de las respiraciones mecánicas y lo hace en dos pasos: primero, calcula un volumen corriente y una frecuencia respiratoria adecuados basándose en un enfoque descrito por primera vez por Otis et.al. [40] modificado por Grodins y Yamashiro, página 547 en el libro de referencia de John West sobre fisiología pulmonar [41] . Luego, ASV ajusta la presión inspiratoria y los ciclos respiratorios para lograr los volúmenes tidales y la frecuencia respiratoria calculados. En el modo ASV, cada respiración se sincroniza con el esfuerzo del paciente, si tal esfuerzo existe; en caso contrario, se proporciona ventilación mecánica completa al paciente [42] . Como nota al margen, existe confusión sobre los inventores del ASV, que también fue objeto de un litigio [43] que se llevó a nuevas formas de ventilación controlada por circuito cerrado (IntelliVent), pero que finalmente se resolvió [44] .
La compensación automática del tubo (ATC) es el ejemplo más simple de un sistema de orientación controlado por computadora en un ventilador. Es una forma de servoorientación.
El objetivo del ATC es apoyar el trabajo resistivo de la respiración a través de la vía aérea artificial.
La asistencia ventilatoria con ajuste neuronal (NAVA) se ajusta mediante una computadora (servo) y es similar al ATC pero con requisitos de implementación más complejos.
En términos de sincronía paciente-ventilador, NAVA apoya el trabajo respiratorio resistivo y elástico en proporción al esfuerzo inspiratorio del paciente.
La ventilación asistida proporcional (PAV) es otro modo basado en servodirigido en el que el ventilador garantiza el porcentaje de trabajo independientemente de los cambios en la distensibilidad y la resistencia pulmonar . [45]
El ventilador varía el volumen corriente y la presión según el trabajo respiratorio del paciente. La cantidad que entrega es proporcional al porcentaje de asistencia que está previsto dar.
PAV, al igual que NAVA, apoya el trabajo respiratorio tanto restrictivo como elástico en proporción al esfuerzo inspiratorio del paciente.
La ventilación líquida es una técnica de ventilación mecánica en la que los pulmones se insuflan con un líquido perfluoroquímico oxigenado en lugar de una mezcla de gases que contiene oxígeno. El uso de perfluoroquímicos, en lugar de nitrógeno, como portador inerte de oxígeno y dióxido de carbono ofrece una serie de ventajas teóricas para el tratamiento de la lesión pulmonar aguda, entre ellas:
A pesar de sus ventajas teóricas, los estudios de eficacia han sido decepcionantes y aún no se ha definido el uso clínico óptimo del VI. [46]
En la ventilación líquida total (TLV), todo el pulmón se llena con un líquido PFC oxigenado y un volumen corriente líquido de PFC se bombea activamente hacia y desde los pulmones. Se requiere un aparato especializado para administrar y eliminar los volúmenes tidales de PFC relativamente densos y viscosos, y para oxigenar extracorpóreamente y eliminar el dióxido de carbono del líquido. [47] [48] [49]
En la ventilación líquida parcial (PLV), los pulmones se llenan lentamente con un volumen de PFC equivalente o cercano al FRC durante la ventilación con gas. El PFC dentro de los pulmones se oxigena y el dióxido de carbono se elimina mediante respiraciones de gas cíclicas en los pulmones mediante un ventilador de gas convencional. [50]
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