VINCENZI UMBERTO
Direttore MAR3 – UTIR
Azienda OO.RR. –Università Foggia
VENTILAZIONE MECCANICA INVASIVA E COMPLICANZE
Objectives of mechanical ventilation
Physiologic Objectives
To support or otherwise manipulate pulmonary gas exchange:
- alveolar ventilation
- arterial oxigenation
To increase lung volume:
- end-inspiratory lung inflation
- functional residual capacity (FRC)
To reduce or otherwise manipulate the work of breathing:
- to unload the ventilatory muscles
ACCP Consensus Conference. Chest 1993; 104: 1833-59
Objectives of mechanical ventilation
Clinical Objectives
To avoid iatrogenic lung injury and complications
To reverse hypoxemia
To reverse acute respiratory acidosis
To relieve respiratory distress
To prevent or reverse atelectasis
To reverse ventilatory muscle fatigue
To permit sedation and/or neuromuscolar blockade
To decrease systemic or myocardial oxigen consumption
To reduce intracranial pressure (ICP)
To stabilize the chest wall
ACCP Consensus Conference. Chest 1993; 104: 1833-59
Indicazioni assolute alla V.M. invasiva
•
•
•
•
Arresto respiratorio
Shock con ipercapnia
Depressione mentale (spec. quando il paz. non protegge le vie aeree)
Costanti gravi alterazioni del pH (< 7,10 o > 7,65 )
Indicazioni relative alla V.M. invasiva
• Paxiente non responder alla NIMV
• Soggetto in fatica resp. con ipercapnia ingrevescente
• Peggioramento generale (freq. > 40/m’; affaticamento generale;
incapacità all’eloquio) con > CO2 nonostante la terapia
• Ipercapnia soggetta a malattie in cui si prevede un
peggioramento clinico
• Capacità Vitale < 10 ml / Kg (in paz. con patologie neurologiche)
• Ipercapnia con pH < 7,20
VENTILAZIONE MECCANICA INVASIVA
INDICAZIONI
•presenza di arresto respiratorio
•fattori che impediscono il corretto posizionamento
dell’interfaccia paziente-ventilatore (recente chirurgia maxillofacciale, deformita` nasofaringee ecc.)
•obesita` grave
•indicazione elettiva alla protezione delle vie aeree
dall’inalazione (coma, patologia neuromuscolare che impedisce
una deglutizione valida, chirurgia gastroesofagea recente, rischio
di vomito ecc.)
•la necessita` di frequenti broncoaspirazioni a causa di
secrezioni bronchiali eccessive e tenaci associate a tosse
inefficace.
Indicazioni alla ventilazione meccanica invasiva
Inadeguata ventilazione
Indicazioni
• La presenza di apnea
• La presenza di Distress Respiratorio e/o
peggioramento del sensorio in caso di NIV
• Il riscontro di inadeguata ventilazione alveolare
in caso di NIV
Indicazioni alla ventilazione meccanica invasiva
Inadeguata ossigenazione
L’intubazione rende possibile la rimozione di secrezioni
ed una buona ossigenazione con l’applicazione di CPAP e
PEEP (migliorano la PaO2 con valori non molto elevati di FI O2: ridotta
tossicità da O2)
In caso di NIMV:
•
elevata FI O2 è possibile solo con maschere con valvole antirespiro
strettamente aderenti al viso che però facilmente si spostano o
vengono rimosse per espettorare od alimentarsi.
• la NIV o la CPAP non sono ben tollerate per prolungati
periodi di tempo, per richieste di pressioni > 15 cm
H2O, per paz. confusi o con instabilità emodinamica
Eccessivo carico lavorativo respiratorio
Aspetti fisiopatologici dell’IRA nella BPCO
Airway infection
Icreased Raw and Edyn,L
Decreased Ttot, Ti and Te
Increased exp. flow limitation
Hyperinflation
Increased work of
breathing
Intrinsic PEEP
Decreased effectiveness
of inspiratory muscles as
pressure generators
Ttol: Total breathing cycle;
Ti and Te: inspiratory and expiratory times;
Raw: airway resistance;
Edyn, L: dynamic lung elastance.
Increased O2 cost
of breathing
Respiratory muscle
fatigue
EQUAZIONE DI MOTO DEL SISTEMA
RESPIRATORIO
ΔP (t) = VT x E (t) + V’ x R (t) + PEEPi
Pressione esercitata
dai muscoli inspiratori
Δp (mus) : (de)pressione applicata dai muscoli inspiratori al sistema respiratorio;
VT: volume corrente;
E: elastanza del sistema respiratorio;
V’: flusso inspiratorio;
R: resistenza del sistema respiratorio;
VT x E = pressione elastica
V’ x R = pressione resistiva
PEEPi: pressione positiva di fine espirazione intrinseca;
EQUAZIONE DI MOTO DEL SISTEMA
RESPIRATORIO
ΔP (t) = VT x E (t) + V’ x R (t) + PEEPi
Pressione elastica necessaria ad
incrementare il volume polmonare
ΔP (mus): (de)pressione applicata dai muscoli inspiratori al sistema respiratorio;
VT: volume corrente;
E: elastanza del sistema respiratorio;
V’: flusso inspiratorio;
R: resistenza del sistema respiratorio;
VT x E = pressione elastica
V’ x R = pressione resistiva
PEEPi: pressione positiva di fine espirazione intrinseca;
EQUAZIONE DI MOTO DEL SISTEMA
RESPIRATORIO
ΔP (t) = VT x E (t) + V’ x R (t) + PEEPi
Pressione resistiva che si disperde
al passaggio dei flussi gassosi
ΔP (mus): (de)pressione applicata dai muscoli inspiratori al sistema respiratorio;
VT: volume corrente;
E: elastanza del sistema respiratorio;
V’: flusso inspiratorio;
R: resistenza del sistema respiratorio;
VT x E = pressione elastica
V’ x R = pressione resistiva
PEEPi: pressione positiva di fine espirazione intrinseca;
EQUAZIONE DI MOTO DEL SISTEMA
RESPIRATORIO
ΔP (t) = VT x E (t) + V’ x R (t) + PEEPi
Pressione Positiva di fine
espirazione intrinseca
ΔP (mus): (de)pressione applicata dai muscoli inspiratori al sistema respiratorio;
VT: volume corrente;
E: elastanza del sistema respiratorio;
V’: flusso inspiratorio;
R: resistenza del sistema respiratorio;
VT x E = pressione elastica
V’ x R = pressione resistiva
PEEPi: pressione positiva di fine espirazione intrinseca;
EQUAZIONE DI MOTO NEI SOGGETTI NORMALI
Capacità contrattile
dei mm. respiratori
Δp (mus)
Carico meccanico inspiratorio
=
VT x E + V’ x R + PEEPi
EQUAZIONE DI MOTO NEI SOGGETTI CON
INSUFFICIENZA RESPIRATORIA
Capacità contrattile
dei mm. respiratori
ΔP (mus )
Carico meccanico inspiratorio
= VT x E + V’ x R + PEEPi
I.R.
EQUAZIONE DI MOTO NEI SOGGETTI CON
INSUFFICIENZA RESPIRATORIA VENTILATI
Capacità contrattile dei
mm. respiratori + forza del
ventilatore meccanico
Carico meccanico inspiratorio
Δp (mus+MV) = VT x E + V’ x R + PEEPi
Indicazioni alla ventilazione meccanica invasiva
Eccessivo carico lavorativo respiratorio
• I mm. respiratori non possono sostenere indefinitamente le pressioni di
ventilazione corrente > 40-50% della pressione isometrica massima. 1
• Le richieste in termine di pressione aumentano all’aumentare del V’E e
dell’impedenza dell’apparato respiratorio.
• Una riduzione del drive respiratorio e della forza muscolare riducono la
capacità e la riserva respiratoria. 2
1) Marini J.J. Eur Resp Mon. 2001; Vol 5: 231-258
2) Vassilakopulos T. Eur Resp Mon. 2001; Vol 5: 231-258
Indicazioni alla ventilazione meccanica invasiva
Eccessivo carico lavorativo respiratorio
•
•
•
•
Iperinflazione dinamica 1
Carico resistivo eccessivo 2
Elevata domanda respiratoria 3
Elevata costante di Tempo (TC)
1) Rossi A. Intensive Care Med 1995; 21: 522-536
2) Roussos C. J Appl Physiol 1977; 43: 189-197
3) Martin JG. J Appl Physiol 1980; 49: 869-874
Grafico volume-pressione del sistema respiratorio in
pazienti BPCO con Iperinflazione Dinamica (DH)
Intervento della CPAP sul
carico elastico soglia
indotto dalla presenza
della Iperinflazione
Dinamica (DH) e PEEPi
relazione volume-pressione
del sistema respiratorio
Costo energetico inspiratorio
Intervento della PSV nel
supportare il carico elastico
e resistivo respiratorio
DH: iperinflazione dinamica (EELV-CFR); V: volume; P: pressione; VT: volume corrente;
EELV: volume polmonare di fine espirazione; CFR capacita` funzionale residua; PEEPi:
pressione positiva di fine espirazione intrinseca; CPAP: pressione positiva continua applicata
alle vie aeree; PSV: pressione di supporto inspiratorio;
PSV puo` lavorare sia in difetto sia in eccesso rispetto alle pressioni inspiratorie richieste.
RELAZIONE FRA CO2 E
VENTILAZIONE ALVEOLARE
La diminuzione della PaCO2 è legata all’aumento
della ventilazione alveolare indotto dalla ventilazione
meccanica secondo l’equazione:
V’CO2
PaCO2 =
V’E x (1 – VD / VT )
V'CO2 = produzione di CO2;
V'E = ventilazione minuto;
VD = volume dello spazio morto;
VT = volume corrente;
V'E x (1 - VD / VT) = ventilazione alveolare
Predittori di intubazione dopo NIV:
-
elevato APACHE 2/SAPS 21-4
polmonite/ARDS2,4
età > 40 anni2
PaO2/FIO2 < 1461-1752 a 1 ora (ipossiemici)
intolleranza alla NIV3
1. Antonelli M. Crit Care Med 2007; 35:18-25
2. Antonelli M. Intensive Care Med 2001; 27:1718-1728
3. Carlucci A. Am J Respir Crit Care Med 2001; 163:874-880
4. Honrubia T. Chest 2005;128:3916-24
Indicazioni alla ventilazione meccanica invasiva
Indicazioni primarie all’intubazione
•
Necessità di ventilazione assistita
•
Necessità di somministrazione di elevate frazioni
inspirate di O2 e di ridurre lo spazio morto
•
Protezione delle vie aeree dal rischio d’inalazione
•
Risolvere un’ostruzione delle vie aeree superiori
•
Aspirazione delle secrezioni depositate nelle vie
aeree centrali
COMPLICANZE dell’INTUBAZIONE
•
•
•
•
Ostruzione / inginocchiamento del tubo OT
Infezioni respiratorie (sinusiti)
Traumi laringo-tracheali
Malposizionamento del tubo (intubazione
bronchiale)
• Rottura della cuffia
• Tolleranza paziente
• Autoestubazione
Indicazioni primarie all’intubazione
Protezione delle vie aeree
Il posizionamento di un tubo cuffiato in
trachea determina una efficace protezione
delle vie aeree nei:
• Pazienti letargici o comatosi
• Pazienti con elevato rischio di rigurgito o vomito
• Pazienti che necessitino di manovre endoscopiche nel
primo tratto digestivo in corso di ventilazione
meccanica
Indicazioni primarie all’intubazione
Rimozione delle secrezioni
La presenza di una sonda tracheale facilita
l’aspirazione delle secrezioni bronchiali che
inducono:
• Predisposizione alle infezioni delle vie aeree e dei polmoni
• Predisposizione ad atelettasie
• Incremento dell’ipoossiemia e dell’ipercapnia
• Incremento del lavoro respiratorio e della dispnea
• Possibilità di mancata coordinazione motoria toraco addominale
• Ulteriore riduzione del flusso delle vie aeree nei pazienti
bronco-ostruiti
Indicazioni primarie all’intubazione
Ostruzione delle vie aeree superiori
In caso di ostruzione delle alte vie aeree,
sia di tipo anatomico (gozzo, stenosi laringea, neoplasie….)
che funzionale (laringospasmo…), l’intubazione tracheale,
spesso, è l’unico mezzo per garantire una adeguata
ventilazione ed ossigenazione
Indicazioni alla ventilazione meccanica invasiva
Indicazioni per l'intubazione orale
• Intubazione in emergenza (rianimazione
cardiopolmonare, coma o apnea)
• Trauma nasale o mascellare
• Frattura della base cranica
• Epiglottide a fischietto
• Ostruzione nasale
• Patologia dei seni paranasali
• Diatesi emorragica
• Necessità di broncoscopia
Indicazioni alla ventilazione meccanica invasiva
Indicazioni per l'intubazione nasale
Previsione di prolungata intubazione translaringea
Artrite anchilosi o trauma della colonna cervicale
Deformità, chirurgia o trauma oromandibolare
Patologia dell'articolazione temporomandibolare
Intubazione a paziente sveglio
Presenza di conati e vomito
Collo corto
Agitazione
Indicazioni alla ventilazione meccanica invasiva
Indicazioni per la tacheostomia
• Necessità di una via aerea per lungo tempo o definitiva
• Incapacità di posizionare un tubo translaringeo
• Ostruzione sopra la cartilagine cricoide
• Complicanze dell'intubazione translaringea
• Incompetenza della glottide
• Incapacità di rimozione delle secrezioni
• Apnea nel sonno non trattabile nella fibrosi cistica
• Traumi facciali o laringei od alterazioni strutturali che
controindicano l'intubazione translaringea
Indicazioni alla ventilazione meccanica invasiva
Presidi aggiuntivi alla V.M.
Ipercapnia permissiva
Posizione prona
Ossido nitrico / prostaciclina inalata
Vibrazione della colonna aerea o della parete toracica
Insufflazione tracheale di gas
Ventilazione liquida parziale
Ossigenazione a membrana extracorporea
Rimozione extracorporea di CO2
Scambio gassoso intracavale (IVOX), (ECMO)
Modalità di MV controllate e assistite in funzione delle possibilità
di controllo del paziente sul ventilatore e loro rispettivi obiettivi
CMV: ventilazione meccanica controllata;
A/C: ventilazione meccanica assistita/controllata;
SIMV: ventilazione meccanica mandatoria sincronizzata;
PSV: pressione di supporto inspiratorio;
PAV: ventilazione assistita proporzionale;
NAVA: assistenza ventilatoria assistita a controllo neurale;
triangolo giallo: incremento dei gradi di liberta` del paziente nel controllare le modalita` di ventilazione.
VM CONTROLLATA
La durata di impiego puo` variare in funzione della gravita`
delle condizioni cliniche, ma, in generale dovrebbe essere
utilizzata per tempi brevi (24-48 ore) in modo da evitare
l’insorgenza di atrofia muscolare da disuso.
Per contro, periodi di ventilazione inferiori alle 24 ore possono
dimostrarsi insufficienti per risolvere le cause di esaurimento
funzionale dei muscoli respiratori sovraccaricati.
Il passo successivo consiste nel passaggio del paziente a una
modalita` di ventilazione meccanica assistita.
MV CONTROLLATA A CONTROLLO DI VOLUME (VCV)
vengono mantenuti costanti il VOLUME CORRENTE e
VENTILAZIONE MINUTO, lasciando variare le pressioni
respiratorie in base alle caratteristiche meccaniche del sistema
respiratorio.
Utilizzata per necessita` di maggiore garanzia di una ventilazione
alveolare costante.
MV CONTROLLATA A CONTROLLO DI PRESSIONE (PCV)
Viene mantenuta costante la pressione respiratoria, per cui il
volume corrente e la rispettiva ventilazione minuto possono variare
in presenza di repentine modificazioni della meccanica respiratoria.
Usata in caso sia prioritario evitare incrementi repentini della DH
Strategie di regolazione della ventilazione
controllata in grado di minimizzare la
iperinflazione dinamica (DH):
1. la riduzione della ventilazione minuto
2. l’allungamento del tempo espiratorio
3. la riduzione delle resistenze espiratorie utilizzando
broncodilatatori, miscele respiratorie di elioossigeno e/o piu` recentemente mediante
pronazione dei pazienti.
Indicazioni alla ventilazione meccanica invasiva
Ipercapnia permissiva
•
•
•
Necessità di evitare pressioni pericolose
(ARDS, stato di male asmatico..)
Riduzione di VT, Press. Picco, Press. Media
In caso di bassa PaO2 può giovarsi di PEEP
VM ASSISTITA (PSV)
• La modalità più utilizzata nella BPCO è la PSV
• Elevato grado di controllo sul ventilatore concesso al
paziente (controllo su inizio inspirazione, termine inspirazione,
volume corrente erogato),
• Obiettivo primario: lo scarico dei muscoli respiratori.
• Efficacia paragonata alla modalita` assistita a controllo di
volume (AVC): tecniche simili per quanto riguarda la
capacita` di evitare una intubazione endotracheale, ma la PSV
si e` dimostrata superiore sia in termini di aderenza al
trattamento sia per ridotto numero di effetti collaterali.
VM ASSISTITA (NAVA)
(Neurally Adjusted Ventilatory Assist)
• La NAVA è la più recente modalità di ventilazione assistita.
• Genera pressioni inspiratorie in proporzione all’attività elettrica del
diaframma e dello sforzo inspiratorio spontaneo del paziente.
• L’unica regolazione disponibile è il fattore di guadagno fra l’attività
elettrica del diaframma e pressione applicata alle vie aeree.
• Si risolvono i problemi legati alla presenza di asincronie.
• E’ in grado di farsi automaticamente carico della presenza di PEEPi nei
pazienti BPCO, senza che sia necessaria alcuna misura di meccanica
respiratoria,
NAVA (Neurally Adjusted ventilatory Assist)
ACCOPPIAMENTO NEUROVENTILATORIO
NAVA (Neurally Adjusted ventilatory Assist)
CONCETTO DELL’ACCOPPIAMENTO
NEURO-VENTILATORIO
TRIGGER EDI
QuickTime™ e un
decompressore
sono necessari per visualizzare quest'immagine.
COMPLICANZE DELLA IMV
•
•
•
•
•
•
•
ASINCRONIE (paziente / ventilatore)
ATELETTASIE
(riduzione del ritorno venoso)
BAROTRAUMA
VOLUTRAUMA
PNEUMOTORACE
IPOTROFIA MM. RESPIRATORI (vent. prolungata)
INFEZIONI VIE AEREE / POLMONARI
Fattori di rischio per le VAP: POSIZIONE
La posizione supina facilita il
ristagno e la microaspirazione di
secrezioni nelle vie aeree superiori,
anche nei soggetti sani.
Una inclinazione del corpo (*) o del
capo (**), >30°, permette di ridurre
la raccolta di secrezioni e la loro
inalazione, specialmente in corso di
alimentazione enterale (***), nonché
di ridurre la mortalità (****)
(*)Torres A. Ann Intern Med 1992; 116: 540-543
(**) Fernandez-Crehuet R. Infect Control Hosp
Epidemiol 1997; 18: 829-830
(***) Drakulovic M. Lancet 1999; 354: 1851-1858
(****) Kollef MH. JAMA 1993; 270: 1965-1970
Fattori di rischio per le VAP dovuti allo
scolo di secrezioni
Importante fattore di rischio
dovuto alla posizione della
raccolta delle secrezioni.
Maggiore rischio per pressioni
della cuffia < 20 cmH2O (*)
Minore rischio se il tubo
tracheale permette l’aspirazione
delle secrezioni (**)
(*) Rello J. Am J Respir Crit Care Med
1996; 154: 111-115
(**) Vallés J. Ann Intern Med 1995;
122: 179-186
