IMPLICACIONES DE LOS CIRCUITOS EN LA VENTILACIÓN PEDIÁTRICA y NEONATAL D. Carlos Valderrábano.

1 – COMPROBACIÓN CIRCUITOS

DE LA ESTANQUEIDAD Y LA COMPLIANCIA DE DIFERENTES

2 - MORFOLOGÍA DE LAS CURVAS Y BUCLES DE PRESIÓN, FLUJO Y VOLUMEN -Fase inspiratoria activa y pasiva (flujo y pausa) -Fase espiratoria -Bajas Resistencias / Alta Compliancia - Altas

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/ Baja

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3 - RESISTENCIAS GENERADAS POR LOS TUBOS ENDOTRAQUEALES Y SU INFLUENCIA EN LOS VALORES TOTALES -Relación de las Resistencias con el Flujo Inspiratorio -Formas de comprobación “in vivo”

4 – RESISTENCIAS GENERADAS POR ELEMENTOS INTERCALADOS EN EL CIRCUITO: FILTROS/HUMIDIFICADORES -Comprobación de efectos -Tratamiento

5 – COMO VENCER LAS RESISTENCIAS EN MODO MANUAL Y CONTROLADO Y SUS EFECTOS EN LOS CIRCUITOS -Medición de presiones con circuitos Mappleson -Comprobación del efecto “espacio muerto” producido por el circuito 6 – VISUALIZACIÓN DE LAS FUGAS Y SU TRATAMIENTO EN LOS DIFERENTES MODOS: MANUAL, VCV, PCV Y FLUJO CONTINUO. 7 – IMPLICACIONES DE LA CAL SODADA EN LOS CAMBIOS DE GASES Y CONSTANTE DE TIEMPO -Absorción de AA (Inducción o cambio intraquirúrgico) -Liberación de AA (Educción

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-Tiempos de respuesta según el circuito empleado.

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COMPROBACIÓN DE LA ESTANQUEIDAD DEL CIRCUITO Y LA COMPLIANCIA DEL CIRCUITO EXTERNO (TUBULADURAS) Antes de comenzar cualquier explicación o verificar alguno de los puntos que en este taller se van a practicar, al igual que se procedería en la práctica clínica se debe tener la seguridad de que no existen elementos no controlados, como son las fugas en los circuitos y sus conexiones, así como la capacidad de dilatación de los circuitos y su relación con el volumen que restará al objetivo de la ventilación del paciente (también estará el resultado influenciado por el volumen del mismo). Todas las máquinas de anestesia actuales disponen de la posibilidad de realizar pruebas o chequeos de fugas de manera automática, con la valoración de la cantidad que se liberaría si durase la insuflación 1 minuto a la presión establecida en el proceso automático. Aunque esta prueba es válida, no podemos olvidar hacer la comprobación de forma manual, que sin lugar a dudas proporciona un mayor control sobre las situaciones en cuanto su aceptabilidad o no. Pero si la prueba de fugas es necesaria para poder aislar causas cuando se necesitan encontrar las soluciones a los problemas (la prueba de fugas no asegura, no obstante, que las fugas no aparezcan durante la intervención, que suele ser lo más probable), donde la comprobación personal debe ser una premisa, sobre todo en la ventilación neonatal, es el conocimiento sobre el volumen que aun siendo leído por el espirómetro o liberado por el ventilador, no llega hasta el pulmón del paciente como consecuencia de haberse quedado por el camino –circuito-; esta es la prueba de la “Compliancia” de las tubuladuras (el circuito interno o propio del ventilador también puede influir, principalmente si está basado en el concepto de reutilizar los gases espirados y por lo tanto incorpora depósito de cal sodada y aumenta su volumen y elementos drásticamente), por ser estas tubuladuras de muy diferentes composiciones, como se verá en la práctica, y con resultados altamente diferenciados de cara a la optimización de la ventilación neonatal. Los diferentes mecanismos que en algunas máquinas actuales se utilizan para compensar las pérdidas de volumen tienen validez en condiciones de prueba, pero es conveniente conocer a fondo cual es el sistema que emplean para realizar su función, por ser tan diferentes tecnológicamente entre sí como el resultado final cuando las condiciones se vuelven problemáticas. La intención de esta práctica es tomar consciencia de los elementos que pueden influir

en el resultado de la ventilación, donde los circuitos, internos y externos, tienen el mayor peso relativo cuando se piensan en condiciones poco habituales, como altas presiones o volúmenes mínimos.

MORFOLOGÍA DE LAS CURVAS Y BUCLES DE PRESIÓN, FLUJO Y VOLUMEN La monitorización ventilatoria a través de diferentes curvas, basadas en el eje de tiempos, así como su interrelación (bucles), se ha hecho habitual en los nuevos ventiladores, aunque existen grandes diferencias tanto en su representación, como en la tecnología para obtener la información. También hay discrepancias en cuanto a la ubicación de los diferentes sensores, siendo el enclave más generalizado para los volúmenes el distal en rama espiratoria (final del circuito externo o tubuladura) y el distal en rama inspiratoria para las presiones. Los resultados en los volúmenes pueden variar como consecuencia de la “ventilación” de los circuitos, aunque también podemos encontrar sorpresas como ser mayores en boca que en posición distal, donde recogerían los correspondientes a la despresurización del circuito y se sumarían a los espirados por el paciente, por el efecto de la temperatura y humedad en posición proximal, sin olvidar el error propio a la tecnología aplicada y el grado de conservación/calibración en la que se encuentre dicho sensor. Para el valor de las presiones y su curva correspondiente hay menos influencia por la posición, y responde más a objetivos de comodidad/seguridad su ubicación. En cualquier caso no se puede olvidar que son presiones en el circuito del ventilador, que no en el pulmón del paciente, pudiendo ser las diferencias notables, principalmente en las presiones pico o máximas. Las curvas de flujos y volúmenes son elaboradas a partir de las señales del espirómetro y tienen un gran valor de monitorización y diagnóstico sobre las circunstancias que rodean el proceso de la ventilación, así como complemento imprescindible para interpretar correctamente la curva de presión. Su presentación en pantalla y su utilización para extraer parámetros de diversa índoles, como estado pulmonar, integración con curvas de CO2, etc,, dependen de la tecnología aplicada en el espirómetro y su fiabilidad y tratamiento. Hay que diferenciar claramente las diversas fases de las curvas, y relacionar las causas que originan sus inflexiones. Por esta

razón se puede observar el ascenso de la presión desde su punto basal, correspondiente a la entrega del flujo inspiratorio, y como dependiendo del valor de éste, la rampa ascendente cambia su inclinación y su punto máximo o presión pico, generalmente en relación a las Resistencias generadas por el propio tubo endotraqueal, sin despreciar y analizar las causas posibles por obstrucciones del árbol bronquial del paciente (existen inflexiones en esa fase ascendente muy interesantes de estudiar, p. ej: el cambio de ascenso vertical a progresión inclinada y que se podría interpretar como el punto donde se vencen las Resistencias de las vías respiratorias y comienza la llegada de gases a zonas de mayor dificultad ventilatoria, estableciendo un valor posible de PEEP de igual valor, también llamada por algunos autores “Peep óptima”). La fase inspiratoria final, si el ventilador lo permite o hubiera sido seleccionada, de meseta, pausa o plató, representa la permanencia del volumen entregado por el ventilador en el sistema respiratorio, circuito del ventilador incluido, por lo que marca el valor de presión más equiparable al intrapulmonar, pudiendo también ser de aplicación para conseguir una mejor distribución gaseosa en zonas de mayor dificultad; su extensión puede y debe ser de selección voluntaria, ya sea directa o indirectamente, y es fácil comprobar sus efectos si disponemos de la curva de flujo simultáneamente, puesto que en ella se apreciará el valor de flujo 0, si el equipo/circuito reúne las características adecuadas para este fin. La monitorización precisa desde el punto de máxima presión hasta la pausa es necesaria para comprobar diversos aspectos de importante significado: comportamiento del circuito interno y externo del ventilador, irrupción del Flujo de Gas Fresco si lo hubiera, determinación de las Resistencias inspiratorias, condiciones de las vías respiratorias, etc.. El cambio a la fase espiratoria resulta muy evidente por la caída hacia la presión basal, aunque es importante recalcar que es en esta fase donde la curva de presión suministra menos información del paciente, por tomarse en el circuito y reflejar su despresurización rápida, que no la pulmonar. Es en esta fase donde la curva de volúmenes, si el espirómetro tiene un correcto funcionamiento, suministra mayor información, ya que puede observarse el vaciado pulmonar con el tiempo que utiliza; si se visualiza la curva de flujo simultáneamente, se facilita el diagnóstico sobre posibles eventos: condiciones fisiopatológicas del pulmón, auto Peep, etc, así como ayuda a escoger la terapia más adecuada, p. ej.: patrón ventilatorio

(frecuencia respiratoria, volumen, I/E, flujo inspiratorio), administración de fármacos. A través de la curva de presión se podrán ver, de forma instantánea, cambios que requieran acciones, como aumento/disminución de Resistencias y/o Compliancia, obstrucciones en el circuito, fugas, pérdida de relajación, mal funcionamiento del ventilador, volúmenes irregulares, etc., tomando en la ventilación mecánica el protagonismo que tiene el ECG en la hemodinámica.

RESISTENCIAS GENERADAS POR LOS TUBOS ENDOTRAQUEALES Y SU INFLUENCIA EN LOS VALORES TOTALES El conocimiento de las resistencias originadas por el Tubo endotraqueal, unido a la implicación del circuito en el acondicionamiento del flujo inspiratorio enviado por el ventilador, como consecuencia de la selección voluntaria del usuario o como adecuación del mismo al ajuste de otros parámetros, puede ser de utilidad para valorar las Resistencias totales y considerar los componentes atribuibles al sistema respiratorio del paciente, con el objetivo de instaurar las medidas oportunas en caso de interés. Hay que tener en cuenta que el efecto de las tubuladuras, y en mayor medida el tipo de circuito interno del equipo utilizado, puede hacer variar drásticamente los valores de referencia, ya que tienen el efecto de “amortigador” del flujo, por lo que esta prueba deberá realizarse con cada equipo en uso, no siendo válidos los datos obtenidos de un equipo a otro, máxime cuando se trate de ventiladores con sistemas circulares por las diferentes características de estos componentes. Así mismo pueden encontrarse valores distintos a los publicados por diferentes autores, lo que confirma la diferencia obtenida según el equipo utilizado. A mayor “amortiguador”, mayor carga de Resistencias serán necesarias para verificar un cambio en la evolución del paciente. Para valorar las Resistencias, o establecer criterios comparativos, conviene considerar que los valores aplicados, según la fórmula, siempre corresponden a flujos teóricos de 60 l.m. (R = Presión/Flujo. donde P es la diferencia entre P. Máx. y P. Pl., y el Flujo es el valor relativo a 1 l.s., p. ej. R = 10/0`5, cuando el flujo fuese de 30 l.m., lo que daría el valor de 20 cm. H2O), y este resultado puede ser engañoso puesto que la progresión no responde a una proporción directa, sino más bien a una exponencial creciente: TE de 3`5 mm, a 10 l. =

8 cm., a 20 l. = 25 cm., a 30 l. = 55 cm., y a 60 l. no es posible comprobarlo por no tener margen de lectura los ventiladores al alcanzar la máxima presión de seguridad permitida, mientras que si fuera proporcional, desde el valor de 10 l., sería de 48 cm. H2O. Teniendo esta consideración, se puede entender mejor algunos valores de Presiones o Resistencias generadas en publicaciones y difícilmente reproducibles, además de valorar adecuadamente las situaciones puntuales que aparezcan durante el proceso de la ventilación.

RESISTENCIAS GENERADAS POR ELEMENTOS INTERCALADOS EN EL CIRCUITO: FILTROS/ HUMIDIFICADORES En la ventilación mecánica existe un efecto indeseable originado por la fuente de suministro de gases, que es la temperatura y mínima humedad de los gases inspirados, de mayor trascendencia en los “peques”, y que se puede intentar paliar con el uso de “narices artificiales”, a veces también con propiedades de filtro antibacterias. También son utilizadas otras soluciones, como humidificadores activos y los circuitos circulares con cánister de cal sodada; en ambos casos su uso suele ser simultáneo con filtros, por lo que los efectos de Resistencias y Espacios Muertos se mantienen, aumentando el efecto de la Compliancia del circuito externo del ventilador, lo que conlleva un volumen atrapado en consonancia al aumento. Dependiendo del tipo de filtro/humidificador empleado, es posible ver efectos diferentes en el tiempo y sus consecuencias, pero en términos generales se podría decir que la saturación de H2O se acaba produciendo en un espacio de tiempo menor que la duración de intervenciones largas, > 3 horas, siendo la consecuencia un aumento significativo de las Resistencias al flujo inspiratorio o enviado por el ventilador. Los efectos no tienen implicación en el sistema respiratorio del paciente, pero sí en el comportamiento del circuito, dependiendo de su composición, a través de las presiones necesarias para vencer esa impedancia, y esto supone una disminución del volumen ventilatorio real, ya sea como mayor volumen atrapado por el circuito, modos volumétricos, o menor volumen entregado por el ventilador en modo presiométrico. Al disminuir el volumen ventilado al paciente, existe una acumulación de CO2, que altera el comportamiento hemodinámico, y que no suele verse correlacionada con el EtCO2, principalmente si la ubicación de la toma de

muestreo se efectúa en los conectores que los fabricantes de estos dispositivos incluyen en los mismos, puesto que existe una mayor dilución con gases frescos y un mayor volumen de espacio muerto mecánico. También puede conllevar, cuando la disminución es notable, una caída en la SpO2, que es mostrada rápidamente por el monitor correspondiente. El tratamiento para este efecto es la retirada o cambio inmediato del dispositivo (es recomendable hacer un protocolo de acción previa), siempre que no se pueda combatir los efectos modificando el patrón ventilatorio, o cuando como consecuencia de los cambios se produzcan valores en la monitorización ventilatoria de difícil asunción.

COMO VENCER LAS RESISTENCIAS EN MODO MANUAL Y SUS EFECTOS EN LOS CIRCUITOS. La ventilación no espontánea a neonatos de bajo peso o prematuros, como en pulmones con patología y procesos quirúrgicos singulares, se realiza generalmente a mano. Es sabido que la experiencia es la que dicta lo mejor en cada momento, y nadie duda de los beneficios que para el mantenimiento de las constantes vitales significa el control manual de la ventilación, y que las sensaciones recibidas a través de la bolsa, estando ésta situada proximal al paciente, sin circuito “amortiguador” ni espacios muertos aumentados, hacen que se remonten situaciones de estrés o que no lleguen a producirse; a cambio mantiene en ocupación permanente al profesional, lo que impide acometer otras obligaciones. Para tratar de confiar en la ventilación mecánica en estos casos, sería imprescindible 2 circunstancias: equipar los elementos (volumen compresible, gases frescos en la boca, ausencia de tubuladuras y válvulas, etc.) y equiparar las presiones que se ejercen con la ventilación manual, ya que la excursión torácica es reflejo de las presiones inducidas por la irrupción del volumen impulsado con la bolsa, lo que evidentemente producirá efectos diferentes si no se igualan en la ventilación mecánica. Por esta razón no sería inútil conocer las presiones producidas en ventilación manual, lo que resulta relativamente fácil de monitorizar si se aplican manómetros de presiones independientes, intercalados en el punto deseado, y así poder juzgar en condiciones de igualdad la conveniencia o no de la ventilación mecánica. Consideración aparte sería la composición de los gases inspirados, que en ventilación manual, con circuitos de Jackson Rees o de Ayre, siempre serán “frescos”,

mientras que en ventilación mecánica, como efecto de los sistemas valvulares y volumen de los elementos intercalados, resulta difícil producir el mismo efecto.

VISUALIZACIÓN DE LAS FUGAS Y COMO TRATARLAS

Uno de los mayores inconvenientes para la ventilación neonatal o pediátrica es el uso de tubos sin balón, lo que produce mayor facilidad de fugas, de cuantía variable, que a veces dificultan o imposibilitan la ventilación mecánica. Para tratar de adelantarse a las complicaciones es condición necesaria descartar que las fugas sean consecuencia de una mala estanqueidad del circuito ajeno al paciente (a mayor número de elementos, más riesgos), y mantener una monitorización que nos ayude a vigilar la situación, con sus correspondientes alarmas –la alarma sobre el Volumen Corriente puede ser de gran utilidad-, sobre todo si pensamos que la aparición de fugas puede ser por movimientos mínimos del paciente y angulación del tubo endotraqueal, posible antes y durante la intervención. Otras condiciones de seguridad pasan por comparar el volumen que se envía desde el equipo (los espirómetros en la rama inspiratoria a pequeños volúmenes suelen necesitar tecnologías y mantenimientos más precisos, siendo una alternativa útil el Flujo Continuo proveniente de los caudalímetros, por ser consecuencia el volumen inspiratorio de la selección hecha en los mismos), con el volumen espirado (más fácil correlacionar las diferencias en valores minuto, sobre todo si el patrón basal son los caudalímetros, con mínima o nula posibilidad de error). También la curva de presiones sufrirá alteraciones según la cuantía de la fuga, al ser reflejo instantáneo del volumen entregado, pero más susceptible de variaciones ciclo a ciclo por otros fenómenos. Los bucles presión/volumen o flujo/volumen pueden resultar muy útiles para volúmenes de pacientes por encima de 5 kg., pero de dificil interpretación con volúmenes donde el resultado final puede ser inferior a 10 ml, al menos con la tecnología aplicada en los ventiladores de anestesia, donde hay que considerar los gases utilizados. El tratamiento de las fugas va a depender del modo ventilatorio aplicado y del equipo utilizado, por lo que no es tarea fácil generar recomendaciones, sino más bien sugerir el profundo conocimiento del producto que se utilice. No obstante, se puede recordar que en manual se abren los caudalímetros hasta que las

sensaciones producidas por el llenado de la bolsa sean de nuestro agrado; en ventilación mecánica se podría hablar de PCV, donde las fugas serán compensadas automáticamente, liberando un volumen mayor hasta mantener la presión seleccionada, siempre que puedan compensarse con el Flujo de Gas Fresco; en VCV obligará al usuario a aumentar el Volumen seleccionado para compensar las fugas, mientras que el Flujo Continuo el tratamiento sería similar al modo manual, obligando a aumentar los valores de los caudalímetros hasta que los volúmenes y las presiones consiguientes fuesen las adecuadas, con la seguridad, al igual que en manual con circuito auxiliares, de que todo el gas recibido por el paciente es “fresco”.

IMPLICACIONES DE LA CAL SODADA EN LOS CAMBIOS DE GASES

Es bien conocido el efecto de absorción de halogenados que tiene la cal sodada, y no solo de estos, así como sus procesos químicos con consecuencias en la formación de elementos no deseados, pero lo que resulta más complejo es poder cuantificarlo, o relacionar ese fenómeno con el tiempo necesario para alcanzar los valores gaseosos o situación hipnótica deseada en el paciente. En las recomendaciones de uso de las máquinas de generaciones anteriores, los circuitos circulares en la actualidad han cambiado su estética pero mantienen su estructura, se mencionaban los filtros de carbón activado para eliminar el Agente Anestésico del circuito, lo que seguiría siendo necesario ya que los gases “frescos” provenientes de los caudalímetros o mezcladores no se aprovechan al 100%, y aunque estén libres de AA si el vaporizador permanece cerrado, puede recibir el paciente una parte de gas espirado con la concentración pertinente; mientras que en la actualidad no se menciona esta posibilidad y se disponen mecanismos para un lavado extra, como la adición extra de un flujo de O2, de un valor no seleccionable y que tiene repercusión en los volúmenes entregados, o bien se pulsa en O2 de emergencia para obtener los mismos resultados con parecidas consecuencias de cara a la interacción con los volúmenes. También en la fase opuesta: inducción, se advierte que los valores monitorizados pueden ser inferiores a los seleccionados dependiendo del estado de sequedad de la cal sodada (a mayor FGF que se seleccione en rotámetros o mezclador y que pase por el depósito de cal, mayor grado de

desecación de la misma y mayores posibilidades de reacciones no deseadas). La pregunta puede y debe surgir ante la incertidumbre de si los valores mostrados en el monitor responden a las características del circuito o si son consecuencia del comportamiento del paciente: metabolismo, compartimentos diferenciados en su absorción/liberación, etc., sin descartar posibles fallos de funcionamiento en los vaporizadores o de los propios monitores. La posibilidad de analizar con certidumbre el origen pasa ineludiblemente por el proceso de aislamiento de los diferentes componentes, y en este caso el uso del circuito abierto representa ventajas indiscutibles de análisis. En esta práctica se pretende demostrar las implicaciones del absorbente de CO2, cánister con cal sodada, en los efectos comentados, algo posible de ver gracias a que el equipo utilizado en el taller puede incorporar o eliminar voluntariamente el circuito circular del sistema ventilatorio, sin desconectar al paciente, ni generar cambios que traten de forma diferenciada al recorrido de los gases en el generador de flujo, válvulas y tubuladuras.

CONSTANTE DE TIEMPO

El texto anterior: IMPLICACIONES DE LA CAL...., está inmerso en un contexto más amplio de fenómenos gaseosos, al que se podría denominar “Constante de Tiempo”, y que de forma simplificada nos vendría a dar cuenta del tiempo necesario para que en los gases inspirados se llegara a obtener el porcentaje deseado: FiO2 y % AA. Para entender los diferentes elementos que producen valores dispares entre los variados modelos de máquinas, se debe considerar: comportamiento del Flujo de Gas Fresco (% de aprovechamiento, recorrido y lugar de acoplamiento al circuito), Volumen del Circuito Interno y estructura del mismo, Generador de Volumen o Flujo, Volumen del depósito de la cal sodada y grado de humedad de la misma y Volumen/Elasticidad del circuito externo con elementos intercalados. Naturalmente hay factores relativos al paciente, como tipo de ventilación, impedancias y patrón ventilatorio, así como captación, metabolismo y gasto cardiaco, que también afectan a la Constante de Tiempo, pero que no se pueden analizar “in vitro”. Lo que resulta evidente es que con la práctica del Circuito Abierto, donde el volumen inspirado no tenga ninguna posibilidad de provenir del propio gas espirado, tal como se

entiende en los respiradores de críticos, se reducen algunos/muchos/todos los factores que afectan a la Constante de Tiempo con origen en la máquina de anestesia, pero también es conveniente saber como se comportan el Circuito Circular, con mayor interés en cuanto cada modelo puede tener tratamientos muy diferentes, con implicación en el resultado final y mayor trascendencia en la ventilación y anestesia de los “peques”.