AVANCES EN VENTILACIÓN MECÁNICA José Ignacio Redondo García Dpto. Medicina y Cirugía Animal Facultad de Veterinaria Universidad CEU Cardenal Herrera [email protected] La ventilación mecánica es una técnica rutinaria en anestesiología humana desde hace varias décadas, y cada vez más en la anestesia de perros y gatos. En los últimos años se han hecho grandes avances en ventilación a largo plazo en las Unidades de Cuidados Intensivos en humana. Sin embargo, el uso de la ventilación en pacientes críticos en veterinaria todavía está en sus comienzos. La ventilación mecánica puede proporcionar soporte vital a los pacientes que sufren hipoxemia o hipoventilación. Los ventiladores diseñados para ventilación a largo plazo son más avanzados que los ventiladores usados en anestesia. Estas máquinas son sensibles a los esfuerzos ventilatorios del paciente, y permiten ventilar de forma sincronizada. Los ventiladores de este tipo normalmente no llevan incorporados vaporizadores o sistemas de evacuación de gases, por lo que normalmente se emplea anestesia total intravenosa para mantener inconsciente al paciente. La ventilación mecánica se emplea en cuidados críticos en veterinaria con diferentes propósitos y durante un tiempo variable. Las indicaciones incluyen la hipoxemia (PaO2 < 80 mm Hg), debida a enfermedad pulmonar como neumonía, contusiones pulmonares o edema de pulmón (cardiogénico o no cardiogénico). La hipercapnia (PaCO2 > 65 mm Hg) es otra indicación para la ventilación mecánica. La hipercapnia puede ser consecuencia de una enfermedad pulmonar parenquimatosa grave, pero la causa más frecuente es el descenso del volumen minuto (descenso del volumen tidal, de la frecuencia respiratoria o de ambos). El descenso del volumen tidal se observa en animales con enfermedad neuromuscular que no pueden mover adecuadamente la pared torácica o el diafragma, o que sufren traumatismo torácico. La disnea prolongada puede ser resultado de una fatiga de los músculos respiratorios y conducir a hipercapnia si no se toman medidas. El volumen respiratorio minuto también puede disminuir como resultado de la administración de fármacos o toxinas. Otra indicación para la ventilación mecánica en veterinaria es el uso de analgésicos potentes que provocan depresión respiratoria importante. Pacientes con quemaduras severas o pacientes que están recuperando de cirugías complejas o dolorosas pueden beneficiarse a corto plazo de la ventilación mecánica durante el período postoperatorio inmediato. Así, se puede proporcionar un nivel de analgesia adecuado sin provocar depresión respiratoria. Los pacientes que son refractarios al tratamiento básico del estatus epiléptico refractario también puede necesitar ventilación como soporte a una terapia más agresiva (por ejemplo, infusiones de propofol o barbitúricos). Por último, los animales frecuentemente necesita un corto periodo de ventilación mecánica después de un resucitación cardiopulmonar exitosa. Existen diversos protocolos analgésicos y sedantes para poder realizar la ventilación mecánica. Unos pacientes pueden necesitar sólo una mínima o incluso ninguna sedación, mientras que otros pueden necesitar grandes dosis de analgésicos y/o sedantes para permitir una sincronización efectiva y cómoda entre el paciente y el ventilador.

Poder elegir el ventilador y el modo ventilación adecuados son también importantes para conseguir una sincronía paciente-ventilador. Los ventiladores de cuidados críticos emplean pistones para mover el aire, frente a los ventiladores tradicionales de anestesia que usan concertinas. Permiten controlar fácilmente la fracción inspirada de oxígeno (FiO2), la presión final espiratoria (PEEP) y usar modos ventilatorios volumétricos o presiométricos. Los ventiladores modernos permiten controlar de forma independiente el volumen tidal (Vt), la presión pico inspiratoria (PIP), el flujo inspiratorio, y la relación inspiración:espiración (I:E). En general, cuando la variable que se controla alcanza el tope que hemos marcado, la respiración cesa. Generalmente, las variables que se controlan más frecuentemente son las dos primeras. Otras variables que se pueden controlar son el disparo o trigger (determina cuando empezar la ventilación), la variable que limita (valor hasta el que se mantiene la mantiene la ventilación) y la variable de ciclado (determina cuando acaba la ventilación). La PEEP es muy útil para minimizar el colapso alveolar y la atelectasia, manteniendo las vías aéreas durante la ventilación. Sin embargo, la PEEP también provoca un aumento de la presión intratorácica, lo que dificulta el retorno venoso hacia el corazón y puede provocar hipotensión en algunos pacientes. La mayoría de los ventiladores modernos incorporan un respirómetro, lo que permite generar curvas flujo-volumen, que facilitan el análisis de la complianza pulmonar y la eficacia de la ventilación. También existen respirómetros externos. Los más interesantes son los que se sitúan dentro del circuito (mainstream). La ventilación de alta frecuencia es un modo ventilatorio que necesita un equipamiento especial. Se usan pequeños Vt para limitar el aumento de la presión en las vías aéreas que genera la ventilación tradicional. Existen algunos estudios en anestesiología veterinaria del uso de esta técnica, pero la mayoría de los trabajos están relacionados con el estudio de lesiones agudas pulmonares y la ventilación de bebés. Modos de la ventilación mecánica Un aspecto importante en los ventiladores de cuidados críticos es la capacidad de detectar los esfuerzos ventilatorios del paciente, y proporcionar soporte total o parcial a estas ventilaciones, además de mantener una frecuencia ventilatoria mínima. El estímulo que provoca el apoyo a una ventilación del paciente es la variable trigger. Esta variable es seleccionada por el anestesiólogo, y puede ser un parámetro de flujo (por ejemplo, el paciente debe crear un cierto flujo inspiratorio en litros por minuto para activar al ventilador), o un parámetro de presión (presión negativa determinada en las vías aéreas para activar al ventilador). Existen cinco modos ventilatorios principales. 1. Ventilación mecánica controlada (VMC). Para llevarla a cabo se requiere suprimir el impulso ventilatorio de los pacientes o utilizar un respirador insensible a los esfuerzos de estos, siendo recomendable el primer método, bien utilizando fármacos o bien programando adecuadamente los parámetros ventilatorios. Características fundamentales: Nivel de soporte completo: el respirador realiza todo el trabajo de la ventilación. Inicio automático de las respiraciones: cada cierto período de tiempo, que en segundos resulta de dividir 60 por la FR programada, se abre la válvula inspiratoria y se inicia la inspiración. Patrón de provisión de gases programada por el operador. La La duración, cuantía y morfología de la onda de flujo la programa el anestesista. Puede ser de dos tipos:

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Ventilación volumen control. El operador puede programar volumen, flujo y/o tiempo inspiratorio. Así si lo que fijamos es el Vt ofrecido en determinado tiempo inspiratorio, el flujo resultante será: Fi=Vt/Ti, por el contrario si lo que fijamos es el VT y el flujo, el Ti resultante será: Ti=Vt/Fi; de lo dicho se deduce que a mayor velocidad de flujo, e igual Vt programado, el Ti deberá ser menor y a mayor Vt, con el mismo flujo, se requerirá mayor Ti. Si el operador programa una pausa inspiratoria, lo que significa retrasar el tiempo de apertura de la válvula espiratoria, el flujo se detendrá, quedando el sistema en condiciones estáticas y este lapso estático en el que el pulmón no ha terminado de inspirar pero tampoco ha empezado a espirar, se agregara al tiempo inspiratorio Otra variable que puede modificar el juego de la variables de presión, flujo y volumen es la relación entre el tiempo inspiratorio y el tiempo espiratorio, conocida como relación I:E. Ventajas y desventajas del modo controlado por volumen: La mayor ventaja de esta modalidad es la de mantener a cargo del operador un determinado volumen minuto respiratorio basal que puede ser incrementado por el paciente según se haya programado la sensibilidad, pero no puede ser disminuido. El Vt es constante a menos que existan pérdidas en el sistema o que se alcance el nivel de máxima presión en la vía aérea, situación en la cual se observa interrupción de la inspiración con la consiguiente disminución del Vt. La mayor desventaja de esta modalidad es la de no poder controlar la presión alveolar, ya que la misma variara con los cambios de complianza o de resistencia al flujo aéreo inspiratorio o en el caso de producirse esfuerzo respiratorio del paciente. Además, si se programan Vt elevados, se incrementara la presión alveolar. Otra desventaja la constituye el hecho que habitualmente ofrece un flujo inspiratorio constante, este tipo de flujo puede resultar inadecuado para las necesidades del paciente y con ello generar desadaptación del enfermo al respirador.

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Ventilación presión control: es un modo de ventilación mecánica limitado por presión y ciclado por tiempo. Cuando se inicia la inspiración ya sea por tiempo o por que el paciente dispara el ciclo, se genera un gradiente de presión entre la vía aérea abierta y el alveolo que producirá un movimiento de gas , cuya cantidad y velocidad dependerá de la resistencia al flujo , de la complianza pulmonar, del tiempo inspiratorio programado y del eventual esfuerzo muscular. Durante la inspiración la presión en la vía aérea se mantiene constante, con la entrega de un flujo desacelerado de gas, hasta que el ventilador cicla por tiempo. Los parámetros a programar son la sensibilidad de disparo, la frecuencia respiratoria mínima, el tiempo inspiratorio, la PEEP, la FiO2 y el valor de presión máxima o el nivel de presión sobre la PEEP, que es la variable independiente que limitará la fase inspiratoria. Las variables dependientes son el flujo y el volumen. Ventajas y desventajas del modo controlado por presión: Por su capacidad de entregar un elevado flujo de gas y con un perfil desacelerado, seria el modo de elección en los pacientes con esfuerzo respiratorio y alta demanda de flujo al inicio de la inspiración, por que podría mejorar la sensación de confort en los que asisten los ciclos respiratorios mecánicos y en consecuencias optimizar la sincronización entre el paciente y el ventilador. Las características del flujo desacelerado pueden mejorar el intercambio gaseoso. Los modos limitados por presión evitan la exposición del pulmón a elevadas presiones en la vía aérea. Las desventajas son que en los modos centrados por presión garantizan que la presión se mantenga constante a expensas de permitir variaciones en el volumen corriente. En presión control la ventilación alveolar depende de la complianza

del sistema respiratorio, de la resistencia tanto inspiratoria como espiratoria y de la programación en el respirador de la presión límite, la frecuencia respiratoria y tiempo inspiratorio. Con la disminución de la distensibilidad pulmonar o el incremento de la resistencia de la vía aérea, aumenta el riesgo de hipoventilación alveolar inadvertida ya que la presión permanecerá constante a expensas de disminuir el volumen entregado. 2. Ventilación mecánica asistida (VMA). Es un modo de ventilación mecánica con presión positiva en la que el respirador entrega un flujo de gas programado en respuesta a un esfuerzo inspiratorio del paciente. Si este esfuerzo no ocurre en un período de tiempo (60 segundos / frecuencia respiratoria por minuto programada) llamado período control, el flujo de gas es entregado automáticamente por el respirador. Este tipo de ventilación se denomina ventilación mecánica asistida/controlada (VMa/c). Tipos: VMa/c del tipo volumen controlado VMa/c del tipo presión control. Características fundamentales: Inicio combinado de los ciclos ventilatorios. Es decir, automáticamente cada cierto período de tiempo (período de control), o desencadenados por el esfuerzo inspiratorio de los pacientes, de tal manera que la frecuencia respiratoria total será una combinación de ambas. Patrón de entrega de gases programado. En este caso, el operador seleccionara el tipo, cuantía y duración del flujo inspiratorio. Nivel de soporte ventilatorio casi completo. Esto es así cuando la entrega de gases satisface plenamente las demandas del paciente. Como en el caso de la VMC, la VMA puede ser con volumen control, en la que se entrega un flujo de gas programado en cada respiración, o con presión controlada, en que se entrega un flujo de gas necesario, no programado, para mantener una presión constante en las vías respiratorias que si es programada, lo cual consigue con un patrón desacelerante del flujo. Las variables que más afectan al trabajo respiratorio en VMa/c son la sensibilidad del trigger y el pico de flujo inspiratorio. En VMA el paciente tiene que desencadenar la respiración, para lo cual debe vencer unas cargas adicionales que, sumadas, pueden aumentar significativamente el trabajo de la respiración. 3. Ventilación mandatoria sincronizada intermitente (SIMV). La ventilación mandatoria intermitente, es un modo ventilatorio parcial, que suministra ciclos inspiratorios mecánicos (mandatarios) programados a baja frecuencia, con intervalos de tiempo entre los ciclos suficientemente largos como para permitir a los pacientes realizar respiraciones espontáneas, utilizando el aparato como una fuente de gas con fracción de oxigeno conocida, humidificado y calentado. En la ventilación mandatoria intermitente sincronizada (SIMV) el respirador modula la periodicidad del ciclado ventilatorio mecánico programado, de modo que este coincida con el esfuerzo inspiratorio del paciente. Si no se produce ningún esfuerzo inspiratorio en esta ventana de sincronización, el respirador dispara el ciclo ventilatorio mecánico cuando termina el intervalo previsto. Ventajas propuestas: Disminuye los requerimientos de sedación Provoca menor presión media en la vía aérea. Mejora la relación ventilación/perfusión Previene la atrofia muscular respiratoria . Evita la alcalosis respiratoria. Desventajas encontradas: Aumenta el riesgo de hipoventilaciónhipercapnia . Incrementa el trabajo respiratorio y conduce a la fatiga muscular respiratoria . SIMV como método de destete: A pesar que la SIMV como método de destete es ampliamente utilizada en las unidades de cuidados intensivos, los estudios comparativos prospectivos y aleatorios no han demostrado su superioridad frente a otras técnicas. 4. Ventilación con presión de soporte (PSV): Es un método ventilatorio parcial que apoya el esfuerzo inspiratorio espontáneo del paciente, aplicando una presión positiva previamente seleccionada, que se mantiene constante durante toda la fase inspiratoria y que cesa cuando cierto flujo mínimo es alcanzado. La inspiración comienza cuando el

ventilador reconoce el esfuerzo inspiratorio espontáneo del paciente Cuando detecta la inspiración el ventilador presuriza el circuito, suministrando un flujo inspiratorio elevado, de esta velocidad de presurización y por lo tanto del flujo inicial que es suministrado por el respirador, va a depender el tiempo al fin del cual se alcanza el plateau de presión. Luego durante el resto de la inspiración un sistema servo controlado de flujo desacelerado, mantiene constante la presión en la vía aérea, sin sobrepasar el nivel prefijado. Ventajas: Disminuye el trabajo respiratorio. Modifica las características del trabajo realizado . Mejora la sincronía paciente-ventilador Intercambio gaseoso . Desventajas: La PSV es un modo limitado por presión y por lo tanto ni el volumen corriente ni el volumen minuto están predeterminados. El volumen suministrado va a depender de la mecánica respiratoria del paciente por lo que no es una estrategia aconsejable ante la posibilidad de incrementos importantes de la resistencia en la vía aérea o una marcada disminución de la compliance pulmonar. La ausencia de ciclos controlados obliga a la presencia de un adecuado drive respiratorio espontáneo. Utilidad clínica: La ventilación con presión de soporte seria el modo más benéfico para aquellos pacientes que tienen los mecanismos de control respiratorio normales pero una inadecuada ventilación. La programación inicial del soporte necesario depende del trabajo respiratorio necesario para vencer las resistencias impuestas por los circuitos del ventilador y de la severidad de la alteración respiratoria y por lo tanto de las características de la mecánica respiratoria de cada paciente. Se propone ajustar el nivel de PSV para lograr un volumen corriente de 7 a 10 ml/Kg o bien obtener una frecuencia respiratoria de alrededor de 20 a 30 por minuto. 5. Presión positiva continua de la vía aérea (CPAP). Es una maniobra en la cual el paciente respira espontáneamente por un circuito, donde la presión en la vía aérea se mantiene a un nivel superior a la presión atmosférica, durante todo el ciclo respiratorio. Puede ser suministrada a pacientes con vía aérea artificial o por medio de una interfase adecuada con ventilación no-invasiva. Los efectos beneficiosos de la CPAP en el paciente hipoxémico se deben al aumento de la capacidad residual funcional, a que previene el colapso alveolar espiratorio y a la disminución del shunt intrapulmonar. Por otro lado mejora la complianza pulmonar por reclutamiento alveolar, que reduce el trabajo muscular respiratorio. Complicaciones: Reducción del volumen minuto cardíaco. Disminución del flujo sanguíneo regional y en consecuencia incrementar el espacio muerto. Hiperinsuflación con hipercapnia. Puede aumentar la presión intracraneal. Puede producir retención aguda de agua y sodio. Descenso del filtrado glomerular, de la excreción fraccional de sodio, y del aumento de la hormona anti diurética. Para su aplicación se requiere que el paciente respire de forma espontánea, que no presente una inestabilidad cardiovascular grave y que puede colaborar, sobre todo si se utiliza máscara facial. Anestesia para la ventilación del paciente El nivel óptimo de sedación para permitir la ventilaciones el suficiente para permitir que el paciente tolere las ventilaciones completas del ventilador, a la vez que no compromete la función cardiorrespiratoria. La presencia de un tubo endotraqueal es uno de los factores principales que condicionan la profundidad anestésica del paciente. Los pacientes con traqueostomías pueden ventilarse con un menor nivel de sedación, ya que no existe reflejo de deglución. Los pacientes que requieren ventilación durante mucho tiempo se pueden beneficiar de la traqueostomía para mejorar la higiene oral y reducir los requerimientos de anestésicos. Durante la ventilación a largo plazo (>12 h), los pacientes pueden desarrollar tolerancia a los fármacos anestésicos. Por ello la profundidad de la anestesia debería estar continuamente monitorizada y ajustada.

Los fármacos más utilizados para la anestesia de los pacientes ventilados son fármacos parenterales en infusión continua. Proporciona un nivel de fármaco constante en sangre, en lugar de los picos y valles asociados a la administración en bolo. Se pueden usar benzodiacepinas, opioides, propofol, ketamina y sedantes alfa 2 agonistas. Aunque los anestésicos inhalatorios se han empleado para el mantenimiento de la anestesia en ventilación en humana, la necesidad de evacuar los gases y el mayor potencial de depresión cardiorrespiratoria que pueden provocar limita su uso. La vida media sensible al contexto define si la duración del efecto de un fármaco en infusión depende de la duración de la infusión. Es el resultado de la redistribución de un fármaco desde el compartimiento central a tejidos menos perfundidos. Este efecto está magnificado por la lipofilia del fármaco así como los mecanismos de aclaramiento. Así, el tiopental tiene una vida media de eliminación mucho más prolongada que el propofol. A pesar de ello, incluso infusiones de corta duración (150 min) retrasan la recuperación en gatos si las comparamos con infusiones muy cortas (30 min). La duración de la infusión y los fármacos empleados deberían tenerse en cuenta durante el destete. En general, los bloqueantes neuuromusculares no se emplean en pacientes ventilados en cuidados críticos. El bloqueo neuromuscular durante mucho tiempo se ha asociado a una debilidad neuromuscular residual que podría no solucionarse. Los NBNM podrían ser útiles en el periodo inicial de la ventilación para facilitar la sincronización pacienteventilador, pero no se recomiendan a largo plazo. Estos fármacos deben administrarse junto con sedantes o analgésicos. El atracurio y el cisatracurio son los fármacos más interesantes; son no despolarizantes y se destruyen por la reacción de Hofmann, sin que sea necesaria metabolización hepática. Otras consideraciones Los gases empleados en ventilación se almacenan sin humedad. En consecuencia, la ventilación a largo plazo provoca sequedad en las vías aéreas, un aumento de las pérdidas de fluidos e irritación de las vías aéreas. Algunos ventiladores tienen la opción de añadir un humidificador al circuito, el cual no humidifica no sólo humidifica el aire, sino también puede calentarlo, lo que reduce el descenso de la temperatura corporal. Un exceso de humedad también puede provocar secreciones respiratorias, por lo que la mayoría de los ventiladores tienen trampas de agua para recoger el exceso de fluidos del circuito y evitar que dificulte el flujo del aire. En pacientes con secreciones exageradas, es necesaria la succión de las vías aéreas, que debe llevarse acabo de forma estéril, interrumpiendo la ventilación lo mínimo posible. Si las secreciones respiratorias son demasiado viscosas para ser succionadas fácilmente, la instilación de solución salina fisiológica podría ser de ayuda. La intubación y la anestesia provocan una disminución de la posibilidad de tragar, por lo que existe la posibilidad de un sobrecrecimiento de la flora oral normal y puede desencadenar neumonías asociadas a la ventilación. Una solución de clorhexidina diluida puede ser utilizada para lavar la boca y la orofaringe. Por otra parte, la presión del sistema de neumotaponamiento del tubo endotraqueal puede afectar al riego de la mucosa traqueal, por lo que el tubo debe ser deshinchado y recolocado a intervalos regulares (4-6 h). El tubo debe reemplazarse por otro estéril cada 24-48 h. dependiendo de la cantidad de secreciones. La lubricación de los ojos con pomadas de metilcelulosa debe realizarse cada 4 horas.

La inmovilidad prolongada puede provocar atrofia muscular y retención de fluidos. Para impedir el anquilosamiento o daño de las articulaciones, se debe alternar el decúbito del paciente cada 4-6 horas. Se deben vaciar el colon y la vejiga regularmente. El sondaje de la vejiga permite, además, calcular la producción de orina, muy importante para determinar la presión arterial, y la eficacia de la fluidoterapia. La nutrición (enteral o parenteral) debe ser la adecuada para cada paciente. Idealmente debe comenzar nada más instaurar la ventilación. La fluidoterapia debe ajustarse a cada paciente, por lo que es muy interesante medir periódicamente las presiones venosa central y arterial. Ventilación no invasiva (VNIV) La VNIV se refiere al aporte ventilatorio con presión positiva mediante una máscara nasal o facial, con diferentes niveles de presión en inspiración y espiración (10-15 cm y 5-8 cm de H2O). Se diferencia de la ventilación con presión positiva continua en que ésta se administra con un nivel de presión constante durante todo el ciclo respiratorio. La mayoría de los estudios avalan el uso de la VNIV en las exacerbaciones agudas de pacientes EPOC; edema pulmonar cardiogénico, pacientes inmunocomprometidos con insuficiencia respiratoria aguda y en pacientes seleccionados en quienes es difícil interrumpir la ventilación asistida. En la actualidad, en humana se recurre a la ventilación con presión positiva no invasiva para pacientes seleccionados con insuficiencia respiratoria hipercápnica y enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), edema pulmonar cardiogénico y, para facilitar la ventilación discontinua de soporte para los pacientes con enfermedad pulmonar crónica. El concepto de estrategia ventilatoria protectora pulmonar ha revolucionado el manejo del síndrome de distrés respiratorio agudo. El proceso de liberación de la ventilación mecánica ha llegado a estandarizarse, gracias a los sucesivos trabajos que comprueban la respiración espontánea en todos los pacientes en los que está indicada la ventilación mecánica. Entre las contraindicaciones posibles de la VNIV en la insuficiencia respiratoria aguda es no contar con una sala adecuada (unidad de cuidados intensivos), pacientes con colapso cardiovascular o insuficiencia respiratoria grave ya que en estos casos puede requerirse una intubación endotraqueal de urgencia. Esta técnica se puede realizar en gatos. Sin embargo, no se han observado beneficios cardiovasculares frente a la ventilación invasiva y el consumo de fármacos es similar. El ajuste correcto de la máscara es esencial para el éxito de la técnica ya que las fugas pueden dificultar la ventilación. De momento, hay que seguir trabajando en el diseño de las máscaras.