LE MODALITA DI VENTILAZIONE

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1 LE MODALITA DI VENTILAZIONE Pamela Frigerio A.O. Ospedale Ca Granda Niguarda VENTILATORE PRESSIONE POSITIVA INVASIVA PRESSIONE NEGATIVA POLMONE D ACCIAIO PONCHO CORAZZA NON INVASIVA Iron lung polio ward at Rancho Los Amigos Hospital in

2 VENTILAZIONE A PRESSIONE POSITIVA 2

3 FASE INSPIRATORIA PROMUOVE L INSPIRAZIONE DI UN SOGGETTO MEDIANTEL APPLICAZIONE INTERMITTENTE DI UNA PRESSIONE POSITIVA AL PUNTO DI APERTURA DELLE VIE AEREE VALVOLE FASE INSPIRATORIA FASE ESPIRATORIA CONSENTONO L ESPIRAZIONE MEDIANTE SOSPENSIONE DELLA PRESSIONE EROGATA IN INSPIRAZIONE 3

4 VALVOLE FASE ESPIRATORIA MODALITÀ DI VENTILAZIONE IL VENTILATORE APPLICA PRESSIONE POSITIVA ALLE VIE AEREE CON CRITERI CHE VARIANO CON LE DIVERSE MODALITÀ. SPONTANEA: I MUSCOLI RESPIRATORI GENERANO TUTTA LA PRESSIONE APPLICATA AL SISTEMA RESPIRATORIO. ASSISTITA: DURANTE L INSPIRAZIONE LA PRESSIONE NELLE VIE AEREE SUPERA LA PRESSIONE DI FINE ESPIRAZIONE. Chatburn RL Respir Care 1992; 37:

5 TOTALE: IL VENTILATORE GENERA TUTTA LA PRESSIONE APPLICATA AL SISTEMA RESPIRATORIO. PARZIALE: I MUSCOLI RESPIRATORI E IL VENTILATORE CONTRIBUISCONO IN VARIO GRADO A GENERARE LA PRESSIONE APPLICATA AL SISTEMA RESPIRATORIO. Chatburn RL Respir Care 1992; 37: PARTITIONING OF THE WORKLOAD BETWEEN THE VENTILATOR AND THE PATIENT - Ventilator Work Patient s Work - CPAP Mode A/C SPONTANEA = CPAP Continous Positive Airway Pressure Pressione Positiva Continua nelle vie Aeree INIZIO E FINE DELL INSPIRAZIONE SONO DETERMINATE DAI MUSCOLI RESPIRATORI IL VOLUME È INTERAMENTE PRODOTTO DAI MUSCOLI RESPIRATORI I MUSCOLI RESPIRATORI GENERANO TUTTA LA PRESSIONE APPLICATA AL SISTEMA RESPIRATORIO 5

6 CPAP Non è una vera e propria forma di supporto ventilatorio in quanto il flusso e il volume generati sono prodotti esclusivamente dall attività dei muscoli respiratori del paziente Pressione cmh2o 8 0 Tempo CPAP Zero cioè uguale alla pressione atmosferica CPAP TOTALE O CONTROLLATA IL VENTILATORE GENERA TUTTA LA PRESSIONE APPLICATA AL SISTEMA RESPIRATORIO 6

7 PARZIALE O ASSISTITA I MUSCOLI RESPIRATORI E IL VENTILATORE CONTRIBUISCONO IN VARIO GRADO A GENERARE LA PRESSIONE APPLICATA AL SISTEMA RESPIRATORIO PRS = PMUSPAW In RESPIRO SPONTANEO Prs = Pmus In ventilazione TOTALE o CONTROLLATA Prs = In ventilazione PARZIALE o ASSISTITA Prs = Pmus In ventilazione TOTALE o CONTROLLATA Prs = Ventilatore 7

8 In ventilazione PARZIALE o ASSISTITA Prs = Pmus Il ventilatore genera pressione positiva all interno delle vie aeree e I muscoli inspiratori del paziente generano pressione pleurica negativa. TOTALE o CONTROLLATA: PARZIALE O ASSISTITA: VOLUMETRICA PRESSOMETRICA VOLUMETRICA - CONTROLLATA Volume (ml) Ti (sec) (o flusso-l/min) FR (a/min) Compliance Resistenze (cmh 2 0) 8

9 PRESSOMETRICA CONTROLLATA Ciclaggio a tempo (cmh 2 0) Ti (sec) FR (a/min) Compliance Resistenze Volume (ml) EQUAZIONE DI MOTO Ventilation Pressure (to deliver tidal volume) = Elastic Pressure (to inflate lungs and chest wall) Resistive Pressure (to make air flow through the airways) = P elastance P resistive = V T /C R V T /Ti x R R P elastic P resistive = V T /C R V T /Ti x R R Il ventilatore può controllare solo una variabile alla volta La variabile indipendente è la variabile controllata dall operatore La variabile dipendente non è controllata dall operatore 9

10 CAMBIAMENTO DELLA COMPLIANCE DURANTE PRESSOMETRICA CONTROLLATA Compliance Volume Pressure CAMBIAMENTO DELLA COMPLIANCE PRESSOMETRICA Diminuisce il Vt VOLUMETRICA Aumenta la pressione Vt Vt Pressione Pressione VOLUMETRICA - CONTROLLATA Volume (ml) Ti (sec) (o flusso-l/min) FR (a/min) Compliance Resistenze (cmh 2 0) 10

11 VOLUMETRICA - CONTROLLATA Volume (ml) Ti (sec) (o flusso-l/min) FR (a/min) PEEP Compliance Resistenze (cmh 2 0) PRESSOMETRICA CONTROLLATA (cmh 2 0) Ti (sec) FR (a/min) Compliance Resistenze Volume (ml) PRESSOMETRICA CONTROLLATA (cmh 2 0) Ti (sec) FR (a/min) PEEP Compliance Resistenze Volume (ml) 11

12 MANTENIMENTO DELLA PRESSIONE DI FINE ESPIRAZIONE: LA PEEP PEEP 0 tempo PEEP Positive End Expiratory Pressure According to its purest definition, the term PEEP is defined as positive pressure at the end of exhalation during either spontaneous breathing or mechanical ventilation. However, use of the term commonly implies that the patient is also receiving mandatory breaths from a ventilator. Pilbeam SB. Basic terms and concepts of mechanical ventilation. In Pilbeam SB, Caioro JM Eds. Mechanical Ventilation physiological and clinical applications. Missouri. Mosby; 2006:15-30 In ventilazione PARZIALE o ASSISTITA Prs = Pmus Il ventilatore genera pressione positiva all interno delle vie aeree e I muscoli inspiratori del paziente generano pressione pleurica negativa. P AW AC paziente ventilatore P ES tempo 12

13 IL VENTILATORE PUÒ EROGARE UN FLUSSO SECONDO UNA FREQUENZA PRESTABILITA, O SECONDO LA FREQUENZA DETTATA DAL PAZIENTE IL SISTEMA DI INNESCO DELL ATTO INSPIRATORIO È IL TRIGGER TRIGGER INSPIRATORIO A FLUSSO A VOLUME MISTI A PRESSIONE DEFINITI DA PARTICOLARI ALGORITMI 13

14 TRIGGER INSPIRATORIO TRIGGER Trigger INSPIRATORIO a Pressione A PRESSIONE LEAKS Pressure Trigger Flow Trigger Reduced trigger sensitivity Increased trigger sensitivity Wasted effort Auto-trigger Pes Pes 14

15 TRIGGER INSPIRATORIO IMPOSTAZIONE Minimizzare il lavoro respiratorio Ridurre al minimo il ritardo tra l inizio di attività dei muscoli respiratori e l erogazione dell assistenza meccanica da parte del ventilatore Evitare fenomeni di autoinnesco (autociclaggio o auto-trigger) Fabry B, Chest 1995; 107 (5): Trigger sensitivity 1 l/mn Trigger sensitivity 4 l/mn 15

16 VOLUMETRICA ASSISTITA / CONTROLLATA Volume (ml) Ti (sec) (o flusso-l/min) FR (a/min) Trigger Compliance Resistenze Sforzo inspiratorio (cmh 2 0) FR (a/min) PRESSOMETRICA ASSISTITA / CONTROLLATA (cmh 2 O) Ti (sec) FR (a/min) Trigger Compliance Resistenze Sforzo inspiratorio Vt (ml) FR (a/min) IL PAZIENTE PUÒ TRIGGERARE A UNA FREQUENZA RESPIRATORIA MAGGIORE DI QUELLA IMPOSTATA SOLO IL VOLUME IMPOSTATA (volumetrica) LA PRESSIONE IMPOSTATA (pressometrica ) È EROGATO AD OGNI RESPIRO Respiro assistito Respiro controllato Atto triggerato dal paziente Tempo Atto controllato dal ventilatore 16

17 ASSISTITA CONTROLLATA Ingento EP & Drazen J: Mechanical Ventilators, in Hall JB, Scmidt GA, & Wood LDH(eds.): Principles of Critical Care VOLUMETRICA PRESSOMETRICA PRESSIONE SFORZO PAZIENTE VOLUMETRICA PRESSOMETRICA VOLUME CORRENTE SFORZO PAZIENTE 17

18 Pmus No sforzo Lieve sforzo insp Intenso sforzo insp Atto macchina La riduzione della pressione indica lo sforzo del pz durante l inspirazione Trigger pz Vt impostato Volume A/C Trigger a pressione Vt Flow impostato Flow Tobin MJ: Mechanical ventilation. N Engl J Med 330:1056, Pmus No sforzo Lieve sforzo insp Intenso sforzo insp impostata Pressione A/C Trigger a flusso Vt Flow Trigger pz Atto macchina 18

19 PRESSURE SUPPORT (CICLATO A FLUSSO) PAW (cmh 2 0) Compliance Resistenze Sforzo inspiratorio Vt (ml) FR (a/min) TI (sec) TRIGGER ESPIRATORIO PERMETTE IL PASSAGGIO DALLA INSPIRAZIONE ALLA ESPIRAZIONE IN PRESSURE SUPPORT RAGGIUNGIMENTO % PICCO FLUSSO INSPIRATORIO RAGGIUNGIMENTO VALORE SOGLIA ASSOLUTO SECONDO PARTICOLARI ALGORITMI Flow (L/s) 1 0 Picco Soglia (=% del picco) (cm H 2 O) 0 20 Pdi (cm H 2 O) 0 1 sec 19

20 Flow (L/min) Picco 10 % (cmh 2 O) Ti Time (s) Flow (L/min) Picco 25% (cmh 2 O) Ti Time (s) Flow (L/min) 50% Picco (cmh 2 O) Ti Time (s) 20

21 10 % 25% 50% (cmh 2 O) Flow (L/min) Ti Ti Ti Time (s) CICLAGGIO A FLUSSO E FUGHE Flow Peak Flow (100%) 5% Time Tinsp. (eff.) CICLAGGIO A FLUSSO E FUGHE Flow Peak Flow (100%) 5% Leak Time Tinsp. (eff.) Set (max) Tinsp. 21

22 Flow l/s cmh 2 O Pes cmh 2 O Pdi cmh 2 O 0 10 sec PRESSIONE CONTROLLATA VS PS Ciclata a tempo: (A) Pressione controlla Ciclata a flusso: (B) Pressure Support Flow Time Cycled Flow Cycled A B PRS = Pmus 22

23 CORRELAZIONE TRA LIVELLO DI PRESSURE SUPPORT E SFORZO INSPIRATORIO Carrey et al. Chest. 1990;97:150. PRESSURE SUPPORT (CICLATO A FLUSSO) PAW (cmh 2 0) PEEP Compliance Resistenze Sforzo inspiratorio Vt (ml) FR (a/min) TI (sec) PRESSURE SUPPORT PEEP 23

24 Bilevel Positive Airway Pressure BiPAP PSV vs BIPAP PSV IPAP 0 PEEP EPAP tempo PSV Pressione di picco = 8 cmh 2 0 PS = 4 cmh 2 0 PEEP = 4 cmh 2 0 BiPAP Pressione di picco = 8cmH 2 0 IPAP = 8 cmh 2 0 EPAP= 4 cmh 2 0 PS = 4 cmh PS 4 IPAP 8 PEEP 4 EPAP 4 24

25 PSV Pressione di picco = 18 cmh 2 0 PS = 10 cmh 2 0 PEEP = 8 cmh 2 0 BiPAP Pressione di picco = 10cmH 2 0 IPAP = 10 cmh 2 0 EPAP= 8 cmh 2 0 PS = 2 cmh PS 10 IPAP 10 PEEP 8 EPAP 8 Bilevel Positive Airway Pressure BiPAP EQUAZIONE DI MOTO Ventilation Pressure (to deliver tidal volume) = Elastic Pressure (to inflate lungs and chest wall) Resistive Pressure (to make air flow through the airways) PEEP = P elastance P resistive PEEP = V T /C R V T /Ti x R R PEEP P elastic P resistive 25

26 41% Pel,w Pel,L PEEPi Pres 37% 7% 15% From Appendini L. et al. Am J Respir Crit Care Med 1996; 154: Navalesi P & Maggiore SM PEEP in Tobin MJ Principles and practice of mechanical ventilation AutoPEEP 26

27 RISE TIME TIME REQUIRED FOR THE VENTILATOR TO REACH THE PS SETTING AT THE ONSET OF INSPIRATION SHOULD BE ADJUSTED TO PATIENT COMFORT, TO DECREASE THE WORK OF BREATHING ALLOWS TO ADJUST THE FLOW AT THE ONSET OF THE INSPIRATORY PHASE 27