Mensajes para llevar
- Monitorear la mecánica respiratoria ayuda a evaluar y diagnosticar la condición y el deterioro pulmonar, y ajustar la configuración del ventilador .
- Los dos productos principales de la mecánica respiratoria son el cumplimiento y la resistencia.
- La constante de tiempo describe la velocidad del cambio de volumen después de un cambio escalonado en la presión y es el producto de la resistencia y la distensibilidad, medidas en la inspiración o la espiración.
- La constante de tiempo espiratorio es muy útil para evaluar la mecánica respiratoria general y los cambios en ella.
- Una constante de tiempo espiratorio corta indica una disminución en la distensibilidad, mientras que una larga indica una mayor resistencia.
Las principales propiedades de la mecánica respiratoria son el cumplimiento y la resistencia. Otras propiedades, como la inercia y la viscoelasticidad, no juegan un papel significativo en la ventilación mecánica convencional y, por lo tanto, pueden descartarse. La mecánica respiratoria generalmente se mide utilizando la presión y el flujo de las vías respiratorias; por tanto, la evaluación de las propiedades del sistema respiratorio incluye el tubo endotraqueal. Sin embargo, se pueden obtener medidas más precisas en casos particulares utilizando presión traqueal en la carina, lo que nos permite separar el tubo endotraqueal y la resistencia de la vía aérea. La presión esofágica nos permite dividir la pared torácica y la distensibilidad pulmonar. La medición estática de la mecánica respiratoria se basa en oclusiones al final de la inspiración y al final de la espiración, mientras que la medición dinámica utiliza el método de ajuste por mínimos cuadrados para evaluar la distensibilidad y la resistencia continuamente durante la ventilación mecánica sin necesidad de oclusión (1, 2). Ambos métodos solo se pueden utilizar en pacientes pasivos o en aquellos pacientes con un esfuerzo inspiratorio mínimo, ya que la parte muscular del esfuerzo inspiratorio de un paciente no se puede medir utilizando la presión de la vía aérea.
Cumplimiento
La distensibilidad (C) describe la propiedad elástica del sistema respiratorio, incluidos los pulmones y la pared torácica. La distensibilidad estática (CSTAT) es la relación entre un cambio de volumen (VT) y el correspondiente cambio de presión transmural (ΔP). El cambio en la presión transmural se puede calcular como la diferencia entre la presión meseta (PPLAT) y la PEEP total (PEEPTOT) medida por una oclusión al final de la inspiración y al final de la espiración, respectivamente.
CSTAT = VT / ΔP = VT / (PPLAT – PEEPTOT)
La dimensión de cumplimiento suele ser ml / cmH2O. La elasticidad (E) es el recíproco de la conformidad estática.
E = ΔP / VT
La conformidad estática se puede medir de forma dinámica y continua utilizando el método de ajuste por mínimos cuadrados (LSF) (1, 2). Las estimaciones de LSF de la distensibilidad estática son normalmente ligeramente inferiores a las estimaciones obtenidas mediante el método de oclusión.
En pacientes con un pulmón normal sometidos a ventilación mecánica, la CSTAT es de 50 a 60 ml / cmH2O (3). Puede ocurrir una disminución del cumplimiento en el caso de ARDS, atelectasia, neumotórax, fibrosis pulmonar o rigidez de la pared torácica. Los pacientes con SDRA suelen tener una CSTAT de alrededor de 35-45 ml / cmH2O al ingreso (tabla 1). CSTAT disminuye con la gravedad del ARDS; por lo tanto, la monitorización del cumplimiento en pacientes con SDRA puede proporcionar información sobre el volumen del pulmón aireado (concepto de pulmón de bebé).
Se produce un aumento en el cumplimiento en el caso de enfisema pulmonar.
Resistencia
Resistance (R) describe la oposición a un flujo de gas que ingresa al sistema respiratorio durante la inspiración, que es causado por fuerzas de fricción. La resistencia se calcula como la relación entre la presión que impulsa un flujo determinado y el caudal resultante (V̇).
R = ΔP / V̇
La dimensión de la resistencia suele ser cmH2O / ( l / s).
La resistencia del sistema respiratorio se compone principalmente de la resistencia de las vías respiratorias y del tubo endotraqueal, porque la resistencia del tejido pulmonar es baja.
La resistencia solo se puede calcular en el modo de control de volumen con un caudal constante durante la inspiración.
RINSP = (PPEAK – PPLAT) / V̇INSP
Sin embargo, la resistencia generalmente se mide de forma continua utilizando el Método de ajuste de mínimos cuadrados, que permite diferenciar entre resistencia inspiratoria y espiratoria. Es normal que la resistencia espiratoria sea mayor que la resistencia inspiratoria debido a la forma del árbol de las vías respiratorias, pero una gran discrepancia entre la resistencia inspiratoria y espiratoria puede sugerir una limitación del flujo espiratorio.
En pacientes ventilados mecánicamente con un pulmón normal y una vía aérea artificial, la resistencia inspiratoria (RINSP) es de 10-15 cmH2O / (l / s) (3). Un tubo endotraqueal estrecho o el uso de un intercambiador de calor y humedad (HME) pueden causar un aumento de RINSP, que aumenta con el flujo en una relación exponencial (4). El posicionamiento incorrecto o torcedura del tubo endotraqueal también puede aumentar el RINSP. Se produce un aumento de la resistencia de las vías respiratorias en el caso de la EPOC o el asma (tabla 1).
Constante de tiempo
La constante de tiempo (RC) describe la velocidad del cambio de volumen después de un cambio escalonado de presión y se puede medir tanto en la inspiración como en la espiración. La dimensión es el tiempo expresado en segundos.
Debido al hecho de que un cambio de paso en la presión está asociado con un cambio de volumen según una curva exponencial, la función exponencial indica que se necesitan 1, 2 y 3 constantes de tiempo para cambiar el volumen en un 63%, 86% y 95% del cambio de volumen total.
Suponiendo un modelo pulmonar monocompartimental, RC es el producto de la distensibilidad y la resistencia medidas en la inspiración o la espiración.
RCINSP = CSTAT x RINSP
RCEXP = CSTAT x REXP
Como los pacientes con enfermedad obstructiva tienen espiración bicompartimental principalmente debido a una limitación del flujo espiratorio, midiendo RCEXP en El 75% del volumen corriente expirado proporcionará un resultado más preciso para la constante de tiempo del compartimento lento (5, 6).
Su dependencia de C y R significa que RCEXP es muy útil para evaluar el total mecánica respiratoria y los cambios en ellos. La medición es precisa en pacientes con respiración pasiva y espontánea, asumiendo que hay espiración pasiva. También se puede medir durante la ventilación no invasiva, siempre que no haya fugas involuntarias.
Los valores típicos de RCEXP en pacientes con ventilación mecánica y pulmón normal son de 0,5 a 0,7 s. Una constante de tiempo corta indica una disminución en el cumplimiento, mientras que ocurre una constante de tiempo larga en el caso de una mayor resistencia. Una condición mixta con una disminución en el cumplimiento y un aumento en la resistencia puede resultar en un RCEXP pseudo-normal.
| Pulmones normales | SDRA | COPD | |
|---|---|---|---|
| Cumplimiento (ml / cmH2O) | 50–60 | 35–45 | 50–70 |
| Resistencia (cmH2O / (l / s)) | 10–15 | 10–15 | 15–30 |
| Tiempo de expiración constante (s) | 0.5–0.7 | 0.4–0.6 | 0.7–2.1 |
Los respiradores de Hamilton Medical miden el RCEXP respiración por respiración al 75% del volumen espiratorio y utilizan el método de ajuste de mínimos cuadrados para calcular continuamente cumplimiento, así como resistencia inspiratoria y espiratoria ance. Los resultados se muestran en el panel de monitoreo y en el Dynamic Lung, y se pueden mostrar las tendencias para todas las variables de la mecánica respiratoria.
Además, los médicos pueden realizar sus propias mediciones de CSTAT y REXP utilizando el método de oclusión.
- Brunner J, Wolff G (1985) Un método simple para estimar el cumplimiento. Crit Care Med 13: 675-678
- Iotti GA, Braschi A, Brunner JX, Smits T, Olivei M, Palo A, Veronesi R (1995) Mecánica respiratoria por ajuste de mínimos cuadrados en pacientes ventilados mecánicamente: aplicaciones durante la parálisis y durante la ventilación con soporte de presión. Intensive Care Med 21: 406-413
- Arnal JM, Garnero A, Saoli M, Chatburn RL (2018). Parámetros para la simulación de pacientes adultos durante la ventilación mecánica. Respir Care (en prensa)
- Gerbeaux P, Gainnier M, Arnal JM, Jean P, Sainty JM (2005) Efecto de las mezclas de helio y oxígeno en los tubos endotraqueales: un estudio in vitro. J Biomech 38 (1): 33-7
- Brunner JX, Laubscher TP, Banner MJ, Iotti G, Braschi A (1995) Método simple para medir la constante de tiempo espiratorio total basado en la curva de volumen de flujo espiratorio pasivo. Crit Care Med 23: 1117-1122
- Lourens MS, van den Berg B, Aerts JG, Verbraak AF, Hoogsteden HC, Bogaard JM (2000) Constantes de tiempo espiratorio en pacientes ventilados mecánicamente con y sin EPOC. Intensive Care Med 26 (11): 1612-1618