Suport ventilator si ventilatia artificiala

Ventilatia mecanica reprezinta metoda prin care se asista sau se inlocuieste respiratia spontana. Aceasta ar putea implica utilizarea unui ventilator sau respiratia ar putea fi asistata de catre medic sau alta persoana specializata. Se diferentiaza doua mari diviziuni ale ventilatiei mecanice: ventilatia invaziva si ventilatia non-invaziva. Exista doua mari modalitati de ventilatie mecanica in cadrul celor doua diviziuni principale: ventilatie cu presiune pozitiva in care aerul (sau un amestec de gaze) este impins in trahee si ventilatie cu presiune negativa in care aerul este tras in plamani.

Ventilatia mecanica este adesea o interventie care salveaza vieti, insa atrage dupa sine o multitudine de potentiale complicatii precum penumotorax, leziuni la nivelul cailor aeriene, leziuni alveolare si pneumonie asociata ventiltiei.

In foarte multe spitale/ clinici, ventilatia prelungita este o resursa limitata (in acelea in care sunt atatia pacienti care pot primi ingrijire in orice moment). Este utilizat pentru a sprijini insuficienta unica de organ (plamanii) si nu poate intoarce niciun proces ascuns (precum cancer terminal). Din acest motiv se pune problema luarii unor decizii cu privire la inceperea sau nu a ventilatiei mecanice. Exista o multitudine de factori legati de etica in legatura cu oprirea ventilatiei mecanice.

Care sunt aplicatiile ventilatiei mecanice si care este durata maxima a utilizarii acestei metode?

Ventilatia artificiala poate fi utilizata ca masura de termen scurt, de exemplu in timpul unei interventii chirurgicale sau in cazul unei afectiuni critice, adesea utilizata in unitatea de terapie intensiva.

Ventilatorul poate fi utilizat acasa sau in spitale cu pacienti cu boli cronice, care necesita asistare a respiratiei pe termen lung.

Tinand cont de anatomia faringelui, laringelui si esofagului, adesea sunt necesare masuri aditionale pentru a securiza calea aeriana in timpul ventilatiei cu presiune pozitiva pentru a permite trecerea aerului in trahee si pentru a evita trecerea aerului in esofag si stomac.

In mod obisnuit, procedura consta in introducerea unui tub in trahee, care ofera o ruta clara pentru aer. Acesta poate fi un tub endotraheal, inserat prin orificiile anatomice (gura sau nas) sau prin intermediul unei traheostomii adica tubul este introdus printr-un orificiu artificial la nivelul gatului.

In alte circumstante, pot fi utilizate manevre simple aeriene, cale aeriana orofaringiana sau masca laringiana. Daca pacientul este capabil sa-si apere calea aeriana si nu se foloseste ventilatie non-invaziva sau ventilatie cu presiune negativa, atunci ar putea sa nu fie necesara calea aeriana auxiliara.

Aparate de presiune negativa

„Plamanul de fier” a fost dezvoltat in anul 1929 si a fost una dintre primele aparate de presiune negativa utilizat pentru ventilatie pe termen lung. A fost regandit si utilizat in secolul douazeci la scara larga din cauza epidemiei de poliomielita care a lovit omenirea in anii 1940. Aparatul este un fel de container mare, alungit, care acopera pacientul pana la nivelul gatului. Gatul este izolat cu o garnitura de cauciuc astfel incat fata pacientului este expusa camerei cu aer.

In timp ce se realizeaza schimbul de oxigen si dioxid de carbon intre fluxul de sange si spatiul aerian pulmonar prin difuziune si nu necesita forta exterioara, aerul trebuie mutat in si in afara plamanilor pentru a-l face disponibil procesului de schimb.

In respiratia spontana, se creeaza o presiune negativa in cavitatea pleurala prin intermediul muschilor respiratori, si gradientul rezultat intre presiunea atomosferica si presiunea atmosferica si presiunea in interiorul toracelui genereaza fluxul de aer.

In „plamanul de fier”, prin intermediul unei pompe, aerul era retras mecanic pentru a produce vacuum in interiorul containerului, creand astfel presiune negativa. Aceasta presiune negativa conducea catre expansiunea cutiei toracice, ceea ce producea o scadere a presiunii intrapulmonare si cresterea fluxului de aer ambiental in plamani.

Pe masura ce vacuumul era eliberat, presiunea din interiorul containerului se egaliza cu cea a aerului ambiental, iar forta de recul elastic a plamanilor si toracelui duce la expir pasiv. Totusi, in momentul in care se creeaza vacuum, se expansioneaza si abdomenul o data cu plamanii, diminuand fluxul venos catre inima, conducand la baltirea sangelui venos la nivelul membrelor inferioare.

Existau hublouri largi pentru accesul asistentelor sau a membrilor din familie care se ocupa de bolnav. Pacientii pot vorbi si manca normal si pot vedea lumea prin intermediul unui set bine plasat de oglinzi. Existau pacienti care stateau in aceste containere timp de ani de zile.

In prezent, inca se folosesc ventilatoare mecanice cu presiune negativa, insa dimensiunile aparatului sunt mai reduse. Aceasta unitate produce presiune negativa doar la nivelul toracelui si este folosita in cazul pacientilor cu afectiuni neuromusculare. Totusi, din cauza producerii unor leziuni tegumentare si alte efecte negative, acesta nu a fost utilizat pe termen lung. Recent, acest aparat a fost refacut si prezinta o pompa de oscilatie a presiunii inalte pentru a se ocupa de ventilatia bifazica.

Presiune pozitiva

Designul ventilatoarelor cu presiune pozitiva moderne s-a bazat in principal pe evolutia tehnica din perioada celui de-al doilea razboi mondial, necesare pentru a asigura oxigen pilotilor de lupta aflati la altitudini mari.

Astfel de ventilatoare inlocuiau „plamanul de fier”, intrucat s-au descoperit tuburi endotraheale sigure, cu mansete cu volum ridicat si presiune scazuta. Popularitatea ventilatoarelor cu presiune pozitiva a crescut in timpul epidemiei de poliomielita in anii 1950 in Scandinavia si Statele Unite ale Americii si a reprezentat inceputul terapiei de ventilatie moderna.

Presiune pozitiva prin aport manual de 50 % oxigen prin tubul de traheostomie conducea care o rata a mortalitatii redusa printre pacientii cu poliomielita si paralizie de muschi respiratori. Astfel, datorita intensitatii importante de forta adecvata pentru interventia manuala, ventilatoarele cu presiune pozitiva au devenit rapid populare.

Ventilatoarele cu presiune pozitiva functioneaza prin cresterea presiunii din calea aeriana a pacientului prin intermediul unui tub endotraheal sau traheostomic. Presiunea pozitiva permite aerului sa treaca prin calea aeriana pana cand respiratia ventilatorului este terminata. Intre timp, presiunea din calea aeriana scade la zero, iar forta de recul elastic a peretelui toracic si a plamanilor impinge volumul tidal afara prin expir pasiv.

Care sunt indicatiile de utilizare?

Ventilatia mecanica este indicata in situatia in care ventilatia spontana a pacientului este inadecvata pentru a mentine viata. Aceasta metoda este de asemenea indicata ca metoda profilactica in cazul unui colaps iminent al altor functii fiziologice, sau din cauza unui schimb ineficient de gaze la nivel pulmonar.

Pentru ca ventilatia mecanica serveste doar pentru a oferi asistenta in respiratie si nu are efect curativ, boala de fond a pacientului trebuie sa fie corectabila si sa se rezolve in timp. In plus, trebuie luati in considerare alti factori, intrucat ventilatia mecanica nu este lipsita de complicatii.

Indicatii medicale comune includ:
- afectiune pulmonara acuta (inclusiv Sindrom de Detresa Respiratorie Acuta a Adultului sau traume)
- apnee cu stop respirator, inclusiv in situatii de intoxicatie
- BPOC
- acidoza respiratorie acuta cu pCO2 (presiunea partiala a dioxidului de carbon) > 50 mm Hg si pH < 7,25, datorata paraliziei diafragmului in urma unui sindrom Guillain-Barre, Myastenia Gravis, leziuni vertebrale sau ca efect al anestezicului sau a medicamentelor miorelaxante.
- folosirea muschilor respiratori accesori, efort respirator evidentiat de tahipnee marcata, retractii si alte semne indicatoare de stres respirator
- hipoxemie cu PaO2 (presiune partiala arteriala a oxigenului) < 55 mm Hg cu FiO2=1
- hipotensiune inclusiv sepsis, soc sau insuficienta cardiaca cogestiva
- afectiuni neurologice precum distrofie musculara si scleroza amiotrofica alterala

Care sunt riscurile asociate cu ventilatia mecanica cu presiune pozitiva?

- barotrauma este o complicatie cunoscuta a ventilatiei mecanice. Aceasta include pneumotorax, emfizem subcutanat, pneumomediastin si pneumoperitoneu.
- leziuni pulmonare asociate ventilatiei (VALI): acestea se refera la afectarea acuta pulmonara care apare in timpul ventilatiei mecanice. Din punct de vedere clinic nu se poate distinge de sindrom de detresa respiratorie acuta a adultului sau de alte patologii acute.
- atrofie a diafragmului. Lipsa utilizatii diafragmului poate conduce rapid la atrofia acestuia, incluzand fibrele musculare diafragmatice, care poate aparea in prima zi de ventilatie mecanica. Aceasta cauza de atrofie este de asemenea cauza a atrofiei la toti muschii asociati respiratiei, relationata cu ventilatia mecanica.
- motilitatea cililor de la nivelul cailor aeriene: ventilatia cu presiune pozitiva deterioreaza motilitatea muco-ciliara a cailor aeriene. Transportul mucusului bronisc a fost frecvent deteriorat si asociat cu retentia de secretii si pneumonie.

Cate tipuri de ventilatoare exista?

Ventilatoarele sunt de mai multe stiluri si metode de a oferi respiratie pentru sustinerea vietii. Exista ventilatoare manuale precum mastile cu punga cu valva si pungile de anestezie care necesita ca utilizatorul sa tina ventilatorul la nivelul fetei sau catre o calea aeriana artificiala si mentinerea respiratiei cu mainile proprii.

Ventilatoarele mecanice sunt ventilatoare care nu necesita efort operator si sunt controlate computerizat in mod normal sau controlate pneumatic.

Ventilatoarele mecanice necesita in mod tipic energie din baterii sau alte sisteme, cu toate ca exista unele cu sistem pneumatic.

Ventilatoarele de transport: acest tip de ventilatoare sunt mici, mai aspre si pot fi pornite pneumatic sau cu energie.

Ventilatoare pentru terapie intensiva: acestea sunt mai mari si functioneaza de obicei pe sistem de putere AC, desi sunt prevazute si cu baterii pentru a facilita transportul si ca metoda de rezerva. Acest mod de ventilatie ofera adesea un control mai bun a unei largi varietati de parametrii ai ventilatiei. Multe dintre aceste aparate incorporeaza grafice pentru a oferi un feedback vizual a fiecarei respiratii.

Ventilatoare neonatale: acest tip de aparate este de fapt un subset specializat de ventilatoare de terapie intensiva, realizate pentru a oferi volume si presiuni mai precise, mai mici, potrivite pentru ventilarea pacientilor din aceasta categorie.

Ventilatoare cu presiune pozitiva: aceste ventilatoare sunt realizate pentru ventilatia non-invaziva. Aceasta categorie include ventilatoarele utilizate la domiciliu pentru afectiuni cronice precum apneea in somn sau BPOC.

Distribuirea respiratiei

1) Triggerul
Triggerul este cel care produce distributia respiratiei de catre un ventilator mecanic. Respiratiile pot fi determinate de catre un pacient care respira singur, un operator al ventilatorului care apasa butonul de respiratie sau de catre un ventilator bazat pe un set de rate de respiratie si mod de ventilatie.
2) Ciclul
Ciclul este cel care face respiratia sa treaca de la faza inspiratorie la faza expiratorie. Respiratiile pot fi ciclizate de un ventilator mecanic atunci cand este atasat un temporizator, sau cand un flux prestabilir sau procentaj maxim este atins, in functie de tipul respiratiei si de setari. Respiratiile pot fi de asemenea ciclizate atunci cand exista o alarma precum atingerea limitei de presiune inalta, ceea ce este straegia primara in controlul volumului reglat de presiune.
3) Limita
Limita este modalitatea in care respiratia este controlata. Respiratiile pot fi limitate la un circuit maxim setat sau un flux maxim setat.
4) Expirul
Expirul in ventilatia mecanica este aproape intotdeauna complet pasic. Valva expiratorie a ventilatorului este deschisa iar fluxul expirator este permis pana cand se atinge limita de presiune. Fluxul expirator este determinat de factori care tin de pacient, precum complianta si rezistenta.
Spatiul mort mecanic este definit ca volumul de gaz re-respirat ca rezultat al utilizatii aparatului mecanic.

Metode de ventilatie mecanica

Ventilatia mecanica utilieaza sisteme separate pentru ventilatie, despre care se vorbeste generic ca „mod”. Aceste moduri sunt de mai multe tipuri dar aproape toate se incadreaza in una din categoriile urmatoare: controlat de volumul, controlat de presiune sau controlat spontan.

a) Controlat de volum

Curba flux-volum
Sistemele de ventilatie controlate de volum se bazeaza pe o variabila de volum masurata care este stabilita de clinician. Atunci cand ventilatorul detecteaza volumul setat, ciclurile ventilatorului incep expiratia. Acesta aspect poate fi masurat in mai multe feluri, in functie de model si de firma aparatului.
Unele ventilatoare masoara acest parametru utilizand un senzor de flux.

Moduri care pot fi controlate de volum:
- ventilatia continua obligatorie
- ventilatia intermitenta obligatorie
- ventilatie obligatorie intermitenta sincronizata

b) Controlat de presiune

Ciclul controlat de presiune este bazat pe o presiune pozitiva aplicata stabilita de clinician. In aceste moduri, volumul total este variabil intrucat ventilatorul utilizeaza doar presiunea ca masura pentru ciclizare. Cele mai multe ventilatoare calculeaza presiunea din circuitul expirator cu toate ca unele masoara langa circuit cu linia de presiune proximala.

Moduri care pot fi controlate de presiune
- ventilatie obligatorie continua
- ventilatie obligatorie intermitenta
- ventilatie obligatorie intermitenta sincronizata
- volum minut obligatoriu
- ventilatie de eliberare a presiunii caii aeriene

c) Controlata spontan

Ciclul controlat spontan este un mod dependent de respiratia spontana a pacientului. Ventilatia controlata spontan este in mod tipic in legatura cu ventilatia continua spontana, numita presiune pozitiva continua a caii aeriene (CPAP).

Moduri care pot fi controlate spontan:
- ventilatie obligatorie intermitenta sincronizata
- ventilatie legata de presiunea caii aeriene
- presiune bifazica pozitiva

Alegerea intre diferitele moduri ale ventilatoarelor

Modul cu control asistat minimizeaza efortul pacientului prin oferirea unui suport mecanic complet cu fiecare respiratie. Acesta este adesea modul initial ales in cazul adultilor pentru ca ofera cel mai mare grad de suport. In cazul pacientilor cu insuficienta respiratorie mai putin severa, alte moduri precum ventilatia obligatorie intermitenta sincronizata ar putea fi potrivite.

Modul de control asistat nu ar trebui utilizat in cazul pacientilor cu predispozitie spre alcaloza respiratorie.

O astfel de hiperventilatie si hipocapnie (dioxid de carbon sistemic scazut) apare in general la pacientii cu stadiu final al unei boli cronice hepatice, sepsis hiperventilatoriu sau traume craniene. Alcaloza respiratorie va fi evidenta din primul rezultat al gazelor arteriale si modul de ventilatie care poate fi schimbat daca se doreste.

Presiunea expiratorie pozitiva de final poate sau nu sa fie necesara pentru a preveni atelectazia in pacientii de varsta adulta. Este aproape intotdeauna folosita in pacienti pediatrici si neonatali din cauza tendintei lor crescuta la atelectazie.

Oscilatia de frecventa inalta este utilizata mai frecvent in cazul neonatalilor, dar este de asemenea utilizata ca alternativa la adultii cu sindrom de detresa respiratorie acuta sever.

Volumul reglat de presiune este o alta optiune.

Modificarea setarilor

La adultii in care se foloseste initial FiO2 100% este usor sa se calculeze urmatorul FiO2 pentru a fi utilizat si sa se estimeze fractia suntului. Fractia estimata a suntului se refera la cantitatea de oxigen care nu este absorbit in circulatie.

In mod fiziologic, schimbul de gaze (oxigen/dioxid de carbon) se produce la nivelul alveolelor din plamani. Existenta unui sunt se refera la orice proces care impiedica acest schimb gazos, conducand la oxigen irosit inspirat si fluxul sangelui neoxigenat inapoi la inima stanga (care furnizeaza sange neoxigenat catre restul organismului).

Atunci cand se foloseste FiO2 100%, gradul de sunt este estimat prin substractia PaO2 masurat (gaz arterial din sange) din 700 mm Hg. Pentru fiecare diferenta de 100 mm Hg, suntul este de 5%. Un sunt de mai mult de 25% ar trebui sa caute prompt cauza de hipoxemie, precum pneumotorax si trebuie tratat corect. Daca aceste complicatii nu apar, ar trebui sa se puna problema existentei altor probleme iar suntul intrapulmonar trebuie tratat. Alte cauze de sunt includ:
- colaps alveolar din cauza unei atelectazii majore
- colectii alveolare altele decat gaz, precum puroi in pneumonie, apa si proteine in sindrom de detresa respiratorie acuta, apa din insuficienta cardiaca congestiva, sau sange din hemoragie.
- afectiuni legate de ventilatia mecanica. Retragerea de la ventilatia mecanica nu ar trebui intarziata fara motiv sau inceputa prematur. Trebuie considerata retragerea de la ventilatie mecanica in cazul pacientilor care pot asigura singuri ventilatia si oxigenarea. Exista o multitudine de parametrii care indruma cand este necesar sa se faca retragerea insa nu exista criterii specifice care sa fie aplicabile in general, pentru toti pacientii.

Incercarea de respiratie spontana s-a dovedit a fi potrivita pentru a prezice succesul respiratiei spontane.

Monitorizarea respiratiei

Monitorizarea unui pacient in ventilatie mecanica are o multitudine de aplicatii clinice: intelegerea fiziopatologiei, ajutor cu diagnosticul, ghidarea ingrijiriii pacientului, evitarea complicatiilor s.a.

Cele mai multe ventilatoare moderne au instrumente de monitorizare de baza. Exista de asemenea monitoare care functioneaza independent de ventilator, ceea ce permite masurarea pacientilor dupa ce ventilatorul a fost inlaturat, precum un test de tub T.

Cai aeriene artificiale ca o conexiune la ventilator

Exista o multitudine de proceduri si aparate mecanice care ofera protectie impotriva colapsului caii aeriene, scurgerii de aer si aspiratiei:
- Masca de fata: in resuscitare pentru proceduri minore sub anestezie, o masca de fata este adesea suficienta pentru a oferi o protectie impotriva scurgerii de aer.
Patenta caii aeriene la un pacient inconstient este mentinuta fie prin manipularea maxilarului fie prin utilizarea unei cai aeriene nazofaringiene sau orofaringiene. Acestea sunt realizate pentru a oferi pasajul aerului catre faringe prin nas sau gura. Mastile care nu se potrivesc perfect produc ulceratii ale septului nazal. Mastile faciale sunt de asemenea utilizate pentru ventilatia non-invaziva la pacientii constienti.
O masca pentru intreaga fata nu ofera totusi protectie impotriva aspiratiei.
Masca pentru cale aeriana laringiana produce mai putina durere si tuse decat un tub traheal. Totusi, spre deosebire de tuburile traheale, nu ofera protectie impotriva aspiratiei, facand evaluarea pacientilor si selectia acestora obligatorie.

- Intubatia traheala este adesea realizata pentru ventilatia mecanica pentru ore sau saptamani. Un tub este introdus prin nas (intubatie nazotraheala) sau gura (intubatie orotraheala) si avanseaza spre trahee. In cele mai multe cazuri tuburile cu manseta gonflabila sunt utilizate pentru protectia impotriva scurgerii si aspiratiei. Intubatia cu un tub cu manseta se considera a oferi cea mai buna protectie impotriva aspiratiei. Tuburile traheale produc inevitabil durere si tuse. Astfel, in afara situatiei in care pacientul este inconstient sau anesteziat din indiferent ce motiv, se administreaza medicamente sedative pentru a oferi toleranta la tub.
Alte dezavantaje ale intubatiei traheale includ leziuni la nivelul mucoasei nazofaringelui sau orofaringelui si stenoza subglotica.

- Calea aeriana obturata esofagian: uneori este utilizata aceasta metoda in urgenta, de catre personal care nu este intruit sa intubeze. Este un tub care se introduce in esofag, posterior de epiglota. Odata introdus, se umfla un balonas la capatul caii aeriene pentru a obstructiona esofagul iar oxigenul este distribuit printr-o serie de orificii pe partea tubului care este ulterior fortata in plamani.

- Cricotirotomia: pacientii care necesita ingrijirea de urgenta a cailor aeriene, la care intubatia traheala s-a dovedit a fi nefolositoare, ar putea necesita introducerea unei cai aeriene printr-un orificiu chirurgical in membrana cricotiroidiana. Aceasta procedura este similara unei traheostomii, doar ca cricotirotomia este rezervata pentru situatiile de urgenta.

- Traheostomia. Atunci cand pacientii necesita ventilatie mecanica pentru un timp mai indelungat (saptamni), traheostomia ar putea oferi cel mai potrivit acces catre trahee. Traheostomia reprezinta crearea unui pasaj chirurgical in trahee. Tuburile de traheostomie sunt bine tolerate si adesea nu necesita utilizarea niciunui tip de medicamente sedative. Tuburile de traheostomie pot fi introduse timpuriu in timpul tratamentului la pacientii cu afectiuni respiratorii pre-existente sau in cazul unor pacienti de la care se asteapta sa fie dificil de deconectat de la ventilatia mecanica, de exemplu pacientii cu rezerva musculara mica.

- Piesa de gura: este mai putin folosita, nu ofera protectie impotriva aspiratiei.