Messaggi da asporto
- Il monitoraggio della meccanica respiratoria aiuta a valutare e diagnosticare la condizione e la compromissione polmonare e a regolare le impostazioni del ventilatore .
- I due prodotti principali della meccanica respiratoria sono la compliance e la resistenza.
- La costante di tempo descrive la velocità della variazione di volume dopo una variazione graduale della pressione ed è il prodotto di resistenza e compliance, misurata allinspirazione o allespirazione.
- La costante di tempo espiratoria è molto utile per valutare la meccanica respiratoria complessiva e i suoi cambiamenti.
- Una breve costante del tempo espiratorio indica una diminuzione della compliance, mentre una lunga indica una maggiore resistenza.
Le principali proprietà della meccanica respiratoria sono la compliance e la resistenza. Altre proprietà, come linerzia e la viscoelasticità, non giocano un ruolo significativo nella ventilazione meccanica convenzionale e possono quindi essere scontate. La meccanica respiratoria viene solitamente misurata utilizzando la pressione e il flusso delle vie aeree; pertanto, la valutazione delle proprietà del sistema respiratorio include il tubo endotracheale. Tuttavia, misurazioni più precise possono essere ottenute in casi particolari utilizzando la pressione tracheale alla carena, che ci consente di separare il tubo endotracheale e la resistenza delle vie aeree. La pressione esofagea ci consente di suddividere la parete toracica e la compliance polmonare. La misurazione statica della meccanica respiratoria si basa sulle occlusioni di fine inspirazione ed espirazione finale, mentre la misurazione dinamica utilizza il metodo di adattamento dei minimi quadrati per valutare la compliance e la resistenza continuamente durante la ventilazione meccanica senza occlusione richiesta (1, 2). Entrambi i metodi possono essere utilizzati solo in pazienti passivi o in quei pazienti con uno sforzo inspiratorio minimo, poiché la parte muscolare dello sforzo inspiratorio di un paziente non può essere misurata utilizzando la pressione delle vie aeree.
Conformità
Conformità (C) descrive la proprietà elastica del sistema respiratorio, inclusi il polmone e la parete toracica. La compliance statica (CSTAT) è il rapporto tra una variazione di volume (VT) e la corrispondente variazione della pressione transmurale (ΔP). La variazione della pressione transmurale può essere calcolata come la differenza tra la pressione di plateau (PPLAT) e la PEEP totale (PEEPTOT) misurata rispettivamente da unocclusione di fine inspirazione e di fine espirazione.
CSTAT = VT / ΔP = VT / (PPLAT – PEEPTOT)
La dimensione di compliance è solitamente ml / cmH2O. Lelastanza (E) è il reciproco della conformità statica.
E = ΔP / VT
La conformità statica può essere misurata dinamicamente e continuamente utilizzando il metodo di adattamento dei minimi quadrati (LSF) (1, 2). Le stime LSF della compliance statica sono normalmente leggermente inferiori alle stime ottenute utilizzando il metodo dellocclusione.
Nei pazienti con un polmone normale sottoposti a ventilazione meccanica, il CSTAT è 50–60 ml / cmH2O (3). Può verificarsi una diminuzione della compliance in caso di ARDS, atelettasia, pneumotorace, fibrosi polmonare o rigidità della parete toracica. I pazienti con ARDS hanno tipicamente un CSTAT di circa 35-45 ml / cmH2O al momento del ricovero (Tabella 1). CSTAT diminuisce con la gravità dellARDS; pertanto, il monitoraggio della compliance nei pazienti con ARDS può fornire informazioni sul volume del polmone aerato (concetto di baby lung).
Un aumento della compliance si verifica in caso di enfisema polmonare.
Resistenza
Resistenza (R) descrive lopposizione a un flusso di gas che entra nel sistema respiratorio durante linspirazione, che è causata da forze di attrito. La resistenza è calcolata come il rapporto tra la pressione che guida un dato flusso e la portata risultante (V̇).
R = ΔP / V̇
La dimensione della resistenza è solitamente cmH2O / ( l / s).
La resistenza del sistema respiratorio è costituita principalmente dalla resistenza delle vie aeree e del tubo endotracheale, poiché la resistenza del tessuto polmonare è bassa.
La resistenza può essere calcolata solo in modalità di controllo del volume con una portata costante durante linspirazione.
RINSP = (PPEAK – PPLAT) / V̇INSP
Tuttavia, la resistenza viene solitamente misurata continuamente utilizzando il metodo di adattamento dei minimi quadrati, che consente la differenziazione tra resistenza inspiratoria ed espiratoria. È normale che la resistenza espiratoria sia superiore alla resistenza inspiratoria a causa della forma dellalbero delle vie aeree, ma una grande discrepanza tra resistenza inspiratoria ed espiratoria può suggerire una limitazione del flusso espiratorio.
Nei pazienti ventilati meccanicamente con un polmone normale e una via aerea artificiale, la resistenza inspiratoria (RINSP) è di 10-15 cmH2O / (l / s) (3). Un tubo endotracheale stretto o luso di uno scambiatore di calore e umidità (HME) può causare un aumento del RINSP, che aumenta con il flusso in una relazione esponenziale (4). Anche il posizionamento errato o lattorcigliamento del tubo endotracheale possono aumentare il RINSP. In caso di BPCO o asma si verifica un aumento della resistenza delle vie aeree (Tabella 1).
Costante di tempo
La costante di tempo (RC) descrive la velocità della variazione di volume dopo una variazione graduale della pressione e può essere misurata sia allinspirazione che allespirazione. La dimensione è il tempo espresso in secondi.
Poiché una variazione graduale della pressione è associata a una variazione del volume secondo una curva esponenziale, la funzione esponenziale indica che richiede 1, 2 e 3 costanti di tempo per modificare il volume del 63%, 86% e 95% del volume totale.
Ipotizzando un modello polmonare monocompartimentale, lRC è il prodotto della compliance e della resistenza misurate allinspirazione o allespirazione.
RCINSP = CSTAT x RINSP
RCEXP = CSTAT x REXP
Poiché i pazienti con malattie ostruttive hanno unespirazione bicompartimentale principalmente a causa di una limitazione del flusso espiratorio, misurando RCEXP a Il 75% del volume corrente espirato fornirà un risultato più accurato per la costante di tempo del compartimento lento (5, 6).
La sua dipendenza da C e R significa che RCEXP è molto utile per valutare il complessivo meccanica respiratoria e loro cambiamenti. La misurazione è accurata sia nei pazienti passivi che in quelli che respirano spontaneamente, supponendo che vi sia unespirazione passiva. Può anche essere misurato durante la ventilazione non invasiva, a condizione che non vi siano perdite involontarie.
I valori tipici per RCEXP in pazienti ventilati meccanicamente con un polmone normale sono 0,5–0,7 s. Una costante di tempo breve indica una diminuzione della compliance, mentre una costante di tempo lunga si verifica in caso di maggiore resistenza. Una condizione mista con una diminuzione della compliance e un aumento della resistenza può risultare in un RCEXP pseudo-normale.
| Polmoni normali | ARDS | COPD | |
|---|---|---|---|
| Conformità (ml / cmH2O) | 50–60 | 35–45 | 50–70 |
| Resistenza (cmH2O / (l / s)) | 10–15 | 10–15 | 15–30 |
| Tempo di scadenza costanti | 0,5–0,7 | 0,4–0,6 | 0,7–2,1 |
I ventilatori Hamilton Medical misurano lRCEXP respiro per respiro al 75% del volume espiratorio e utilizzano il metodo di adattamento dei minimi quadrati per calcolare continuamente compliance, nonché resistenza inspiratoria ed espiratoria ance. I risultati vengono visualizzati nel pannello di monitoraggio e Dynamic Lung e possono essere visualizzate le tendenze per tutte le variabili della meccanica respiratoria.
Inoltre, i medici possono effettuare le proprie misurazioni di CSTAT e REXP utilizzando il metodo di occlusione.
- Brunner J, Wolff G (1985) Un metodo semplice per stimare la compliance. Crit Care Med 13: 675-678
- Iotti GA, Braschi A, Brunner JX, Smits T, Olivei M, Palo A, Veronesi R (1995) Meccanica respiratoria per minimi quadrati che si adatta a pazienti ventilati meccanicamente: applicazioni durante la paralisi e durante la ventilazione a pressione assistita. Intensive Care Med 21: 406-413
- Arnal JM, Garnero A, Saoli M, Chatburn RL (2018). Parametri per la simulazione di pazienti adulti durante la ventilazione meccanica. Respir Care (in corso di stampa)
- Gerbeaux P, Gainnier M, Arnal JM, Jean P, Sainty JM (2005) Effetto delle miscele di elio-ossigeno sui tubi endotracheali: uno studio in vitro. J Biomech 38 (1): 33-7
- Brunner JX, Laubscher TP, Banner MJ, Iotti G, Braschi A (1995) Metodo semplice per misurare la costante di tempo espiratoria totale basata sulla curva del volume di flusso espiratorio passivo. Crit Care Med 23: 1117-1122
- Lourens MS, van den Berg B, Aerts JG, Verbraak AF, Hoogsteden HC, Bogaard JM (2000) Costanti del tempo espiratorio in pazienti ventilati meccanicamente con e senza BPCO. Intensive Care Med 26 (11): 1612-1618