Principali tecniche di supporto ventilatorio totale e parziale e

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Principali tecniche di supporto ventilatorio totale
e parziale e loro razionale utilizzo
Bruno Pypendop
Dr Med Vet, DscV, Dipl ACVA, Davis, California, USA
Le differenti modalità di ventilazione utilizzate in passato o al giorno d’oggi sono numerose. Tipicamente, la ventilazione può essere assistita (per cui il paziente inizia a respirare e poi subentra l’apparecchio), controllata (per cui l’utilizzatore regola i controlli, in modo da non consentire alcuna respirazione spontanea) oppure ottenuta attraverso una
combinazione delle due modalità precedenti (per cui la ventilazione è controllata, ma l’apparecchio percepisce se il
paziente inizia a respirare ed effettua un’erogazione in questo caso), o alternando la ventilazione spontanea e quella
meccanica (per cui l’apparecchio eroga atti respiratori ad
una frequenza prefissata, solitamente bassa, ed il paziente
viene lasciato respirare spontaneamente fra questi cicli).
Queste soluzioni corrispondono a quattro diversi tipi di ventilatori: a respirazione controllata, assistita, assistita/controllata ed assistita/controllata/ spontanea. Va notato che questa
classificazione è abbastanza arbitraria.
Nella determinazione della funzione di un ventilatore
meccanico sono coinvolti quattro fattori fisici: volume, flusso, pressione e tempo. Tre di essi regolano la fase inspiratoria: un meccanismo per avviare il ciclo inspiratorio (tempo o
pressione, che corrispondono rispettivamente ad attività
innescata dalla macchina ed innescata dal paziente), un limite all’inspirazione (volume, pressione o flusso) e un meccanismo per terminare l’inspirazione (pressione, volume, flusso o tempo).
Prima di poter trattare le differenti modalità della ventilazione, è necessario definire alcuni termini:
• Respiro obbligato: inspirazione che viene innescata e
mantenuta dalla macchina per tutto il ciclo.
• Respiro spontaneo: inspirazione innescata e mantenuta per tutto il ciclo dal paziente.
• CMV: ventilazione obbligata continua; ogni respirazione è obbligata. È sinonimo di ventilazione controllata.
• IMV: ventilazione obbligata intermittente: atti respiratori innescati e mantenuti per tutto il ciclo dalla macchina inframmezzati da atti respiratori spontanei.
• SIMV: respirazione obbligata intermittente sincronizzata: la macchina assicura il ciclo degli atti respiratori innescati dal paziente, o dalla macchina (se il
paziente non dà origine alle respirazioni), concedendo
atti respiratori spontanei inframmezzati.
• CSV: respirazione spontanea continua: atti respiratori
innescati dal paziente (di solito mantenuti per tutto il
ciclo dalla macchina se rilevante per la ventilazione
meccanica – equivalente a PSV).
• PSV: ventilazione con supporto pressorio: atti respiratori innescati dal paziente e mantenuti durante il ciclo
dalla macchina. È sinonimo di ventilazione assistita.
• Controllo pressorio: l’apparecchio per la ventilazione
mantiene una pressione prefissata all’interno delle vie
aeree durante l’inspirazione.
• Controllo volumetrico: l’apparecchio per la ventilazione mantiene un volume prefissato durante l’inspirazione
• Controllo del flusso: l’apparecchio per la ventilazione
mantiene un flusso prefissato durante l’inspirazione
• Controllo del tempo: l’apparecchio per la ventilazione
mantiene un tempo di inspirazione costante
Modalità a volume prefissato
Con queste modalità, gli atti respiratori possono venire
iniziati dal tempo (modalità controllata) o dalla pressione
(cioè da un calo nella pressione delle vie aeree quando il
paziente inizia un atto respiratorio – modalità assistita). La
maggior parte degli apparecchi da ventilazione da anestesia
funziona in qualche modalità a volume prefissato. I vantaggi di queste modalità sono:
- il volume di gas apportato al paziente può essere controllato facilmente;
- il volume apportato rimane costante anche se la condizione del paziente cambia (variazioni della resistenza
delle vie aeree o della compliance respiratoria);
- il monitoraggio è facile da effettuare;
- si possono facilmente effettuare delle variazioni della
forma delle onde pressorie delle vie aeree;
- si può facilmente mantenere una concentrazione costante di gas.
La modalità controllata apporta degli atti respiratori a
pressione positiva al paziente ad un intervallo di tempo prefissato. Pur essendo la più comune in anestesia, questa
modalità viene raramente utilizzata al di fuori della sala operatoria. Nella modalità assistita o assistita/controllata gli
apparecchi per la ventilazione apportano un atto respiratorio
quando percepiscono nel circuito una pressione inferiore a
quella basale (cioè quando il paziente effettua uno sforzo
inspiratorio). Nella modalità assistita/controllata, viene stabilita una frequenza minima, al di sotto della quale l’apparecchio apporta degli atti respiratori indipendentemente dallo sforzo del paziente.
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La ventilazione obbligata intermittente è essenzialmente
una modalità controllata con un circuito che apporta un flusso di gas fresco per gli atti respiratori spontanei quando l’apparecchio non sta effettuando il ciclo. Il ciclo meccanico è
completamente indipendente dagli sforzi inspiratori del
paziente. Questa modalità è studiata per separare gradualmente il paziente dall’apparecchio da ventilazione. La ventilazione obbligata intermittente sincronizzata è equivalente a
quella obbligata intermittente, tranne che per il fatto che i
cicli meccanici sono sincronizzati con il quadro spontaneo.
Modalità a pressione prefissata
Le modalità a pressione prefissata possono anche essere
dette a volume variabile. Vengono iniziate dal tempo (modalità controllata) o dalla pressione (modalità assistita). Anche
le altre opzioni (ventilazione obbligata intermittente, ventilazione sincronizzata) sono compatibili con le modalità a
pressione prestabilita, ma sono tipicamente dette modalità a
supporto pressorio.
Ventilazione ad alta frequenza
La ventilazione ad alta frequenza (HFV) determina un volume tidalico inferiore allo spazio morto anatomico ad alta frequenza. Tipicamente, l’HFV viene assicurata attraverso un catetere o un tubo orotracheale utilizzando dei condotti a bassa
compliance. La frequenza di solito è regolata fra 60 e 100 al
minuto, con un rapporto di I : E compreso fra 1 : 3 ed 1 : 5.
La jet ventilation ad alta frequenza è probabilmente la
forma più comune di HFV. Con questo termine ci si riferisce
all’apporto di un impulso di gas da una fonte ad alta pressione attraverso una cannula di piccolo calibro con un meccanismo ciclico che consente frequenze elevate. Intorno al
getto si può avere il trascinamento (entrainment) dei gas, che
può significativamente contribuire al flusso inspiratorio.
Noi utilizziamo la jet ventilation ad alta frequenza negli
animali anestetizzati che non possono venire intubati e sono
a rischio di scarsa ossigenazione.
Pressione tele-espiratoria positiva
(PEEP – positive end-expiratory pressure)
La PEEP viene definita come la condizione in cui alla fine
dell’espirazione la pressione delle vie aeree è superiore a quella atmosferica. Di solito viene utilizzata nel tentativo di migliorare l’ossigenazione incrementando il tempo per lo scambio
gassoso (tenendo gli alveoli pieni durante l’espirazione) e prevenendo l’atelettasia. La PEEP ha molti effetti fisiologici, sia
sull’apparato respiratorio e cardiovascolare che su altri organi.
Si ritiene che i suoi effetti benefici siano dovuti ad un aumento della FRC ed alla ridistribuzione dell’acqua extravascolare.
La PEEP causa distensione alveolare e può anche esitare in
reclutamento alveolare. La distensione alveolare esita in un
aumento della superficie della membrana alveolare/capillare e,
quindi, in un incremento della superficie disponibile per gli
scambi gassosi. Poiché la diffusione è direttamente proporzionale alla superficie, si può prevedere un aumento dell’ossige-
nazione. Nel complesso, la PEEP migliora l’accoppiamento
V/Q diminuendo le regioni a bassa V/Q.
La PEEP è associata a significativi effetti deleteri, in particolare a carico del sistema cardiovascolare, che comprendono ridotto ritorno venoso al cuore, disfunzione del ventricolo destro ed alterazione della distensibilità di quello sinistro. Va ricordato che se la gittata cardiaca viene ridotta in
misura minore al miglioramento dell’ossigenazione, l’apporto di ossigeno risulta compromesso, nonostante il miglioramento dell’ossigenazione.
La PEEP può venire utilizzata in associazione con una
qualsiasi delle modalità di ventilazione, tranne che per quelle che consentono la ventilazione spontanea (il lavoro della
respirazione viene significativamente aumentato quando si
impiega questo tipo di pressione).
Riassunto
In conclusione, le classiche modalità di ventilazione sono
caratterizzate da un meccanismo che avvia la ventilazione,
uno che la limita ed uno che assicura il ciclo (dall’inspirazione all’espirazione). Benché siano possibili molte combinazioni, le più comuni sono:
Modalità di
apparecchio
da ventilazione
Fattore
iniziante
Limitazione
Ciclo
Controllata
Tempo
Volume
Volume/tempo
Assistita
Pressione
Volume
Volume/tempo
Assistita/controllata
Pressione
Tempo
Volume/tempo
Intermittente obbligata
Tempo
Volume
Volume/tempo
Intermittente obbligata
sincronizzata
Pressione
Volume
Volume/tempo
A supporto pressorio1
Pressione
Pressione
Flusso
A controllo pressorio1
Tempo
Pressione
Tempo
A supporto pressorio 2
Pressione
Pressione
Pressione
A controllo pressorio 2
Tempo
Pressione
Pressione
1
Apparecchi più recenti, computerizzati; 2apparecchi più “vecchi” come il Bird®.
In anestesia, si utilizza più comunemente il controllo volumetrico (ciclo a tempo) seguito da quello pressorio. La scelta
della modalità è essenzialmente limitata dal ventilatore stesso;
la maggior parte di quelli per uso veterinario funziona soltanto con una. Le altre sono più comunemente utilizzate nella
terapia intensiva e di solito sono disponibili servendosi di
apparecchi studiati per le ICU piuttosto che per l’anestesia.
Letture consigliate
Mechanical Ventilation. NR MacIntyre and RD Branson. WB Saunders, 2001.
Indirizzo per la corrispondenza:
Bruno Pypendop
Department of Surgical and Radiological Sciences
School of Veterinary Medicine - University of California
One Shields Avenue - Davis, CA 95616
Phone (office): (530) 752 7474 - Phone (clinics): (530) 752 6898
Fax: (209) 396 2822
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