La ventilación de alta frecuencia es un tipo de ventilación mecánica que utiliza una frecuencia respiratoria superior a cuatro veces el valor normal [1] (>150 (V f ) respiraciones por minuto) y volúmenes corrientes muy pequeños . [2] [3] Se cree que la ventilación de alta frecuencia reduce la lesión pulmonar asociada al ventilador (VALI), especialmente en el contexto del SDRA y la lesión pulmonar aguda . [2] Esto se conoce comúnmente como ventilación protectora pulmonar . [4] Existen diferentes tipos de ventilación de alta frecuencia . [2] Cada tipo tiene sus propias ventajas y desventajas únicas. Los tipos de HFV se caracterizan por el sistema de suministro y el tipo de fase de exhalación.
La ventilación de alta frecuencia se puede utilizar sola o en combinación con la ventilación mecánica convencional. En general, los dispositivos que necesitan ventilación mecánica convencional no producen los mismos efectos protectores pulmonares que los que pueden funcionar sin respiración corriente. Las especificaciones y capacidades varían según el fabricante del dispositivo.
En la ventilación convencional , donde los volúmenes corrientes (VT ) superan el espacio muerto (VDEAD ) , el intercambio de gases está relacionado en gran medida con el flujo de gas a los alvéolos . En la ventilación de alta frecuencia, los volúmenes corrientes utilizados son menores que el espacio muerto anatómico y del equipo y, por lo tanto, se producen mecanismos alternativos de intercambio de gases. [ cita requerida ]
En el Reino Unido, el respirador a chorro Mistral o Monsoon (Acutronic Medical Systems) es el más utilizado. En los Estados Unidos, el respirador a chorro Bunnell LifePulse es el más utilizado.
La ventilación con presión positiva intermitente o espontánea minimiza el movimiento del tórax y el abdomen y facilita los procedimientos quirúrgicos en los que incluso un artefacto de movimiento leve debido a la ventilación con presión positiva intermitente o espontánea puede afectar significativamente la duración y el éxito del procedimiento (por ejemplo, la ablación de la fibrilación auricular). La ventilación con presión positiva intermitente o espontánea NO permite: establecer un volumen corriente específico, tomar muestras de ETCO2 (y debido a esto, se requieren gases en sangre arterial frecuentes para medir la PaCO2). En la ventilación con presión positiva intermitente se aplica un chorro con una presión de conducción establecida, seguido de una exhalación pasiva durante un período muy corto antes de que se administre el siguiente chorro, lo que crea una "PEEP automática" (denominada presión de pausa por el ventilador con chorro). [3] El riesgo de acumulación excesiva de respiraciones que provoque barotrauma y neumotórax es bajo, pero no nulo.
En la HFJV, la exhalación es pasiva (depende del retroceso pasivo de los pulmones y de la pared torácica), mientras que en la HFOV el movimiento del gas es causado por el movimiento de entrada y salida de la membrana osciladora del “altavoz”. Por lo tanto, en la HFOV, tanto la inspiración como la espiración son causadas activamente por el oscilador y no se permite la exhalación pasiva.
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La ventilación a chorro de alta frecuencia (HFJV) se realiza mediante el ventilador de alta frecuencia Bunnell Life Pulse. La HFJV emplea un adaptador de tubo endotraqueal en su lugar para el adaptador de tubo ET normal de 15 mm. Un "chorro" de gas a alta presión fluye desde el adaptador hacia la vía aérea. Este chorro de gas se produce durante un período muy breve, aproximadamente 0,02 segundos, y a alta frecuencia: 4-11 hertz. Durante la HFJV se utilizan volúmenes corrientes ≤ 1 ml/kg. Esta combinación de pequeños volúmenes corrientes administrados durante períodos de tiempo muy cortos crea las presiones alveolares y de la vía aérea distal más bajas posibles producidas por un ventilador mecánico. La exhalación es pasiva. Los ventiladores a chorro utilizan varias relaciones I:E (entre 1:1,1 y 1:12) para ayudar a lograr una exhalación óptima. A veces se utilizan respiraciones mecánicas convencionales para ayudar a reinflar el pulmón. La PEEP óptima se utiliza para mantener la inflación alveolar y promover la correspondencia entre ventilación y perfusión. Se ha demostrado que la ventilación a chorro reduce la lesión pulmonar inducida por el respirador hasta en un 20 %. Se recomienda el uso de ventilación a chorro de alta frecuencia en neonatos y adultos con lesión pulmonar grave. [5]
El ventilador de alta frecuencia Bunnell Life Pulse está indicado para su uso en la ventilación de lactantes con enfermedades graves que padecen enfisema pulmonar intersticial (EIP). Los lactantes estudiados tenían un peso al nacer de entre 750 y 3529 gramos y una edad gestacional de entre 24 y 41 semanas.
El respirador de alta frecuencia Bunnell Life Pulse también está indicado para su uso en la ventilación de bebés gravemente enfermos con síndrome de dificultad respiratoria (SDR) complicado por fugas de aire pulmonar que, en opinión de sus médicos, no responden a la ventilación convencional. Los bebés de esta descripción estudiados tenían un peso al nacer de entre 600 y 3660 gramos y una edad gestacional de entre 24 y 38 semanas.
Los efectos secundarios adversos observados durante el uso de ventilación de alta frecuencia incluyen los que se encuentran comúnmente durante el uso de ventiladores de presión positiva convencionales. Estos efectos adversos incluyen:
La ventilación con chorro de alta frecuencia está contraindicada en pacientes que requieren tubos traqueales con un diámetro interior inferior a 2,5 mm.
Los parámetros que se pueden ajustar en HFJV incluyen 1) tiempo inspiratorio, 2) presión de conducción, 3) frecuencia, 4) FiO2 y 5) humedad. Los aumentos en FiO2, tiempo inspiratorio y frecuencia mejoran la oxigenación (al aumentar la "PEEP automática" o presión de pausa), mientras que un aumento en la presión de conducción y una disminución en la frecuencia mejoran la ventilación.
La ventana de presión inspiratoria máxima (PIP ) muestra la PIP media . Durante el inicio, se toma una muestra de PIP con cada ciclo de inhalación y se promedia con todas las demás muestras tomadas durante el período de diez segundos más reciente. Una vez que comienza el funcionamiento normal, se promedian las muestras durante el período de veintidós segundos más reciente.
El valor que se muestra en la ventana Δ P (diferencia de presión) representa la diferencia entre el valor P IP y el valor PEEP.
La pantalla de presión servo indica la cantidad de presión que la máquina debe generar internamente para alcanzar la presión P IP que aparece en la pantalla servo. Su valor puede variar de 0 a 20 psi (0 a 137,9 kPa ). Si la presión P IP detectada o aproximada en la punta distal del tubo traqueal se desvía de la presión P IP deseada , la máquina genera automáticamente más o menos presión interna en un intento de compensar el cambio. La pantalla de presión servo mantiene informado al operador .
La servopantalla es un indicador clínico general de los cambios en la compliancia o resistencia de los pulmones del paciente, así como de la pérdida de volumen pulmonar debido al neumotórax a tensión .
En la VOAF, la vía aérea se presuriza hasta una presión media establecida (denominada presión continua de distensión pulmonar) a través de una válvula espiratoria ajustable. Las pequeñas oscilaciones de presión suministradas a una frecuencia muy alta se superponen mediante la acción de una membrana osciladora con forma de “altavoz”. La VOAF se utiliza a menudo en neonatos prematuros con síndrome de dificultad respiratoria que no logran oxigenarse adecuadamente con los ajustes de protección pulmonar de la ventilación convencional. También se ha utilizado en el síndrome de dificultad respiratoria aguda en adultos, pero dos estudios (los ensayos OSCAR y OSCILLATE) mostraron resultados negativos para esta indicación.
Los parámetros que se pueden configurar en HFOV incluyen la presión de distensión pulmonar continua, la amplitud y frecuencia de oscilación, la relación I:E (relación de oscilación positiva/oscilación negativa), el flujo de gas fresco (llamado flujo de polarización) y la FiO2. Los aumentos en la presión de distensión pulmonar continua y la FiO2 mejorarán la oxigenación. Los aumentos en la amplitud o el flujo de gas fresco y las disminuciones en la frecuencia mejorarán la ventilación.
HFPV : la ventilación percusiva de alta frecuencia combina HFV más ventilación mecánica controlada por presión limitada y ciclada en el tiempo (es decir, ventilación controlada por presión, PCV).
HFPPV : La ventilación con presión positiva de alta frecuencia rara vez se utiliza en la actualidad, y ha sido reemplazada por tipos de ventilación de alta frecuencia con chorro, oscilatoria y percusiva. La HFPPV se administra a través del tubo endotraqueal utilizando un respirador convencional cuya frecuencia se establece cerca de sus límites superiores. La HFPV comenzó a utilizarse en centros seleccionados en la década de 1980. Es un híbrido de ventilación mecánica convencional y ventilación oscilatoria de alta frecuencia. Se ha utilizado para salvar a pacientes con hipoxemia persistente cuando reciben ventilación mecánica convencional o, en algunos casos, se ha utilizado como modalidad primaria de soporte ventilatorio desde el inicio. [6] [7]
HFFI (interrupción de flujo de alta frecuencia) es similar a la ventilación con chorro de alta frecuencia, pero el mecanismo de control del gas es diferente. Con frecuencia, se coloca una barra o bola giratoria con una pequeña abertura en el camino de un gas a alta presión. A medida que la barra o bola gira y la abertura se alinea con el flujo de gas, se permite que un pequeño y breve pulso de gas ingrese a las vías respiratorias. Las frecuencias para HFFI generalmente se limitan a un máximo de aproximadamente 15 hertzios.
Ventilación de alta frecuencia (activa) : la HFV-A se destaca por incluir un mecanismo de exhalación activa. La exhalación activa significa que se aplica una presión negativa para expulsar el volumen de los pulmones. CareFusion 3100A y 3100B son similares en todos los aspectos, excepto en el tamaño del paciente objetivo. El 3100A está diseñado para usarse en pacientes de hasta 35 kilogramos y el 3100B está diseñado para usarse en pacientes de más de 35 kilogramos.
La ventilación oscilatoria de alta frecuencia se describió por primera vez en 1972 [8] y se utiliza en neonatos y poblaciones de pacientes adultos para reducir la lesión pulmonar o prevenir una lesión pulmonar mayor. [9] La HFOV se caracteriza por frecuencias respiratorias altas entre 3,5 y 15 hercios (210 - 900 respiraciones por minuto) y por tener tanto la inhalación como la exhalación mantenidas por presiones activas. Las frecuencias utilizadas varían ampliamente dependiendo del tamaño del paciente, la edad y el proceso de la enfermedad. En la HFOV, la presión oscila alrededor de la presión de distensión constante (equivalente a la presión media de la vía aérea [PAM]) que en efecto es la misma que la presión positiva al final de la espiración (PEEP). De este modo, el gas se empuja hacia el pulmón durante la inspiración y luego se extrae durante la espiración. La HFOV genera volúmenes corrientes muy bajos que generalmente son menores que el espacio muerto del pulmón. El volumen corriente depende del tamaño, la potencia y la frecuencia del tubo endotraqueal. Se cree que en la VOAF intervienen diferentes mecanismos (flujo directo en masa - convección, dispersión tayloriana, efecto Pendelluft , perfiles de velocidad asimétricos, mezcla cardiogénica y difusión molecular) de transferencia de gases en comparación con la ventilación mecánica normal. A menudo se utiliza en pacientes que tienen hipoxemia refractaria que no se puede corregir con la ventilación mecánica normal, como es el caso de los siguientes procesos patológicos: síndrome de dificultad respiratoria aguda grave, ALI y otros problemas de difusión de la oxigenación. En algunos pacientes neonatales, la VOAF puede utilizarse como respirador de primera línea debido a la alta susceptibilidad de los bebés prematuros a sufrir lesiones pulmonares a causa de la ventilación convencional.
Las vibraciones son creadas por una válvula electromagnética que controla un pistón. Las vibraciones resultantes son similares a las producidas por un altavoz estéreo. La altura de la onda vibratoria es la amplitud. Las amplitudes más altas crean mayores fluctuaciones de presión que mueven más gas con cada vibración. El número de vibraciones por minuto es la frecuencia. Un hercio equivale a 60 ciclos por minuto. Las amplitudes más altas a frecuencias más bajas causarán la mayor fluctuación en la presión y moverán la mayor cantidad de gas.
Al modificar el porcentaje de tiempo inspiratorio (T %i ) se modifica la proporción de tiempo en el que la vibración o la onda sonora se encuentran por encima de la línea base en comparación con por debajo de ella. Al aumentar el porcentaje de tiempo inspiratorio, también se aumentará el volumen de gas movido o volumen corriente. Al disminuir la frecuencia, aumentar la amplitud y aumentar el porcentaje de tiempo inspiratorio, se aumentará el volumen corriente y se eliminará el CO 2 . Al aumentar el volumen corriente, también se tenderá a aumentar la presión media de las vías respiratorias.
El control de flujo de polarización controla e indica la velocidad del flujo continuo de gas mezclado humidificado a través del circuito del paciente. La perilla de control es una válvula neumática de 15 vueltas que aumenta el flujo a medida que se gira.
La configuración de ajuste de presión media ajusta la presión media de las vías respiratorias (PAW ) controlando la resistencia de la válvula de control de presión de las vías respiratorias. La presión media de las vías respiratorias cambiará y es necesario ajustar la presión media cuando se modifican las siguientes configuraciones:
Durante la ventilación oscilatoria de alta frecuencia (VAF), la PA es la variable principal que afecta la oxigenación y se establece independientemente de otras variables en el oscilador. Debido a que los cambios de presión en las vías respiratorias distales durante la VAF son mínimos, [10] [11] la PA durante la VAF se puede ver de una manera similar al nivel de PEEP en la ventilación convencional. [12] La PA óptima se puede considerar como un compromiso entre el reclutamiento pulmonar máximo y la sobredistensión mínima.
El límite de presión media controla el límite por encima del cual no se puede aumentar la presión arterial proximal estableciendo la presión de control de la válvula de límite de presión. El rango del límite de presión media es de 10 a 45 cmH2O .
El ajuste de potencia se establece como amplitud para establecer un cambio medido de presión (ΔP). La amplitud/potencia es un ajuste que determina la cantidad de potencia que impulsa el pistón del oscilador hacia adelante y hacia atrás, lo que produce un desplazamiento del volumen de aire ( volumen corriente ). El efecto de la amplitud en el ΔP es que cambia por el desplazamiento del pistón del oscilador y, por lo tanto, la presión oscilatoria (ΔP). El ajuste de potencia interactúa con las condiciones de PAW existentes dentro del circuito del paciente para producir el ΔP resultante.
El porcentaje de tiempo inspiratorio es un parámetro que determina el porcentaje de tiempo de ciclo que el pistón recorre hacia (o en su posición inspiratoria final). El rango del porcentaje inspiratorio es del 30 al 50 %.
La frecuencia se mide en hercios (hz). La perilla de control es un potenciómetro que gira 10 veces en el sentido de las agujas del reloj y que cubre un rango de 3 Hz a 15 Hz. La frecuencia establecida se muestra en un medidor digital en la parte frontal del respirador. Un hercio equivale (-/+5 %) a 1 respiración por segundo o 60 respiraciones por minuto (p. ej., 10 Hz = 600 respiraciones por minuto). Los cambios en la frecuencia son inversamente proporcionales a la amplitud y, por lo tanto, al volumen corriente administrado .
La presión del canal de oscilación es la presión instantánea dentro del circuito HFOV después de que el pistón oscilante alcanza su desviación negativa completa.
La ventilación por chorro transtraqueal se refiere a un tipo de ventilación de alta frecuencia, ventilación de bajo volumen corriente proporcionada a través de un catéter laríngeo mediante ventiladores especializados que generalmente solo están disponibles en el quirófano o la unidad de cuidados intensivos. Este procedimiento se emplea ocasionalmente en el quirófano cuando se anticipa una vía aérea difícil. Como el síndrome de Treacher Collins , la secuencia de Robin, la cirugía de cabeza y cuello con obstrucción supraglótica o glótica). [13] [14] [15] [16]
Los efectos secundarios adversos observados durante el uso de ventilación de alta frecuencia incluyen los que se encuentran comúnmente durante el uso de ventiladores de presión positiva convencionales. Estos efectos adversos incluyen:
