Insufficienza Respiratoria e Ventilazione Artificiale Meccanica

Dott. Emilio D’Avino

A B

C

O2O2

…per cominciare• Gli esseri umani ed i loro organi sono

prevalentemente aerobi • Ossigeno, elemento abbondante ma

non dissolubile in acqua e, pertanto, non disponibile per le cellule

La reazione di combustione è un elemento di base della vita aerobica: si apporta ossigeno (comburente) e si rimuove anidride carbonica (prodotto di combustione)

FUNZIONE RESPIRATORIA

DEL SANGUE

4 componenti del sistema O2

1- contenuto ematico

2- trasporto nel sangue arterioso

3- assunzione dalla microcircolazione

4- frazione di estrazione

L’ ALVEOLO

UNITA’ FUNZIONALE RESPIRATORIA

• Patm.= 760 mmHg s.l. • Aria = 21% O2 78% N 1% gas vari • PO2 = 159 mmHg (21/100x760)

VIE AEREE > TRACHEA • Pr. relativa umidità a 37°= 47mmHg • (760-47) x 21/100 = 150 mmHg

Dall’atmosfera ai tessuti I

Dall’atmosfera ai tessuti IIALVEOLI (PAO2 = tra 80 e 130 mmHg )

• Equlibrio tra O2 dei capillari polmonari e quello fornito dalla ventilazione

DIFFUSIONE

• Legge di diffusione dei gas attraverso una membrana • Passaggio da una zona ad alta pressione

(alveolo) ad una a bassa pressione (capillare)

• Nel caso teorico la PO2 delle vene polmonari dovrebbe essere uguale a quella alveolare VA/Q=1

• Tre i fattori che possono interferire con questo equilibrio:

1. “mismatch” ventilazione/perfusione

2. effetto “shunt” o “spazio morto”

• “slow diffusion”

Dall’atmosfera ai tessuti III

L’ ALVEOLO

UNITA’ FUNZIONALE RESPIRATORIA

VA = (TV x FR)-dS

Q = SV x Fc

VA = l(6–1,8)= 4,2 Q = l(70x70)= 5

VA = 0,8

Effetto “shunt” e “spazio morto”

VA/Q < 0,8 VA/Q > 0,8

L’ossigeno

• Il farmaco più utilizzato e meno compreso in ambito ospedaliero?

• L’ossigenoterapia ▪ Basi fisiopatologiche ed indicazioni cliniche ▪ Modalità e sistemi di erogazione

INDICAZIONI PIU’ COMUNI

• Arresto cardiaco e respiratorio • Insufficienza respiratoria ▪ Tipo I: senza é CO2 ad es., polmonite, edema

polmonare, embolia polmonare ▪ Tipo II: con é CO2 COPD, asma, traumi toracici,

overdose da farmaci, postop., malattie neuromuscolari • Insufficienza cardiaca o IMA • Shock da qualsiasi causa • é domanda metabolica: ustioni, politraumi,

infezioni gravi • Avvelenamento da monossido di carbonio

PATOLOGIE POLMONARI

• ARDS • BPCO RIACUTIZZATA • ASMA ACUTO GRAVE • EDEMA POLMONARE • EMBOLIA POLMONARE • PNX, VERSAMENTO

PLEURICO, • ATELETTASIE

Strategie Ventilazione Protettiva

cpap

Risoluzione delle cause

Significato clinico di alcuni valori di PaO2 e SatO2

PaO2 (mmhg)

SatO2 (%) Significato clinico

150 99 Aria a livello del mare

97 97 Uomo giovane normale

80 95 Uomo normale addormentato/anziano sveglio/600 mt

70 93 Limite inferiore normale

60 90 Insufficienza respiratoria lieve/pendenza della curva

50 85 Insufficienza respiratoria/ospedalizzazione

40 75 Sangue venoso normale/art.➔ins. resp. grave

30 60 Privo di sensi se non acclimatato/normale se acclimatato a riposo (3000 mt)

20 36 Scalatore acclimatato in esercizio (6500mt)/morte ipossica

Sistema/dispositivo Flusso di O2 (l/min) Concentrazioni(%)

Cateteri nasali 2-6 25-40

Maschera semirigida 4-15 35-70

Maschera Venturi 6-12 40-50-60

Maschera con “reservoir” 4-15 40-80

Circuiti di anestesia variabile 21-100

Circuiti per CPAP variabile 21-100

Tenda ad ossigeno 7-10 60-80

Incubatrice 3-8 Max 40

Presidi per ossigenoterapia

OSSIGENOTERAPIA

DISPOSITIVI DI

SOMMINISTRAZIONE

Sondino naso-faringeo

Occhiali nasali

Maschera di Venturi

Tubo endotracheale

Usare la più bassa concentrazione o flusso possibile per ottenere un livello di O2 accettabile nel sangue.

OSSIGENOTERAPIA

OCCHIALI NASALI MASCHERA DI VENTURI

OSSIGENOTERAPIA

OCCHIALI NASALI

MASCHERA DI VENTURI

alimentazione

comunicazione Determinabilità di FiO2

Alti flussi

vantaggi

vantaggi

svantaggi

svantaggi

IL SISTEMA VENTURI

OSSIGENOTERAPIA

INDICI DI EFFICACIA TERAPEUTICA

Colorito del paziente

Lucidità

Frequenza cardiaca

Sforzo respiratorio

EGA

Ossimetria

Presidi per ossigenoterapia

Con e senza “reservoir”

Presidi per ossigenoterapia

Concentrazioni fisse e variabili

Erogazione dell’ossigenoL’ossigeno centralizzato ha una pressione media di 3-4 atm Nelle bombole da trasporto si trova a 150-200 atm Necessita di un manometro riduttore. I flussometri servono a regolare i litri minuto.

POSSIBILI RISCHI DELL’O2

• NARCOSI DA CO2

• EFFETTI NEUROLOGICI (PAUL-BERT)

▪ Epilessia idiopatica (02 iperbarica > 3 atm)

• TOSSICITA’ POLMONARE ▪ êcompliance, edema interstiziale ➔”fibrosi”

▪ Azione dei radicali liberi, ê surfattante

▪ Atelettasie o collasso alveolare

▪ Rara con FiO2 < 0,5 o con 1 per meno di 24h

• FIBROPLASIA RETINICA (neonati)

• RISCHI DI NATURA NON MEDICA ▪ Bombole, incendi, miscele con petrolio e der.

INDICAZIONI ALLA V.M.

• Ipossiemia non correggibile con Ossigenoterapia, con o senza ipercapnia, • Ipercapnia grave (60, 70, 80 mmHg!?!??) • L’indicazione è prevalentemente clinica (ad es. IOT per

proteggere le vie aeree ) • Il solo valore di PaO2 ,non correlato alla FiO2 erogata, non

ha significato

INDICAZIONI ALLA V.M.

• Arresto cardiaco e respiratorio • Insufficienza respiratoria

▪ Tipo I: senza é CO2 ad es. asma, polmonite, edema polmonare, embolia polmonare

▪ Tipo II: con é CO2 COPD, traumi toracici, overdose da farmaci, postoperatoria, malattie neuromuscolari

• Insufficienza cardiaca o IMA • Shock da qualsiasi causa • é domanda metabolica: ustioni, politraumi, infezioni gravi • Avvelenamento da monossido di carbonio

Qualora si deve considerare un supporto meccanico alla ventilazione spontanea

Ruolo della V.M.

• Il ventilatore sostituisce (totalmente o in parte) le seguenti attività: ▪ Sistema nervoso ▪ Muscoli respiratori ▪ Gabbia toracica

➔ Per assicurare la ventilazione alveolareç

TIPI DI VENTILAZIONE M.

• DISPOSITIVI A PRESSIONE POSITIVA ▪ VENTILAZIONE MECCANICA INVASIVA ▪ VENTILAZIONE NON INVASIVA

• DISPOSITIVI A PRESSIONE NEGATIVA ▪ IRON LUNG ▪ CORAZZA, PONCHO-WRAP, ETC

• OSSIGENAZIONE EXTRACORPOREA ▪ CEC, ▪ IVOX (MEMBRANA INTRAVASCOLARE)

ELEMENTI DI UN VENTILATORE

• ALIMENTAZIONE DEI GAS

• VALVOLE E CIRCUTI • SISTEMA DI

SICUREZZA • SINCRONIZZAZIONE • CONTROLLO E

IMPOSTAZIONE

Pg= pressione generatore

Ci= compliance dell’apparecchio

V= flusso di gas

Ri= resistenze dell’apparecchio

Cp= compliance polmonare

Rp= resistenze polmonari

Cos’è la ventilazione meccanica?

• Il trasferimento ritmico di un volume di gas tra due sistemi dinamici:

Il ventilatore unità toraco- meccanico polmonare

Ri + Rp

(Pg - Pa)) / R = V ovvero il Flusso Istantaneo

generatore di pressione Pg

Pressione alveolare Pa: dipende dalla compliance

Ventilazione spontanea

Ventilazione meccanica

Fasi della ventilazione meccanica

• Modalità di ciclaggio: permette di precisare i parametri che determinano il passaggio da una fase all’altra

1. Il TEMPO 2. IL VOLUME 3. LA PRESSIONE 4. IL FLUSSO 5. IL PAZIENTE

Possono regolare entrambi le fasi

Regola solo la fase inspiratoria

CICLAGGIO a TEMPO

P

t

plateau

Att. Pass.

E I I E

peep

CICLAGGIO a PRESSIONE

P

t

plateau

Att. Pass.

E I I E

peep

CICLAGGIO a VOLUME

V

t (sec)E I E

ml

CICLAGGIO a FLUSSO

V

t

E I E

(sec)

l/sec

.

CICLAGGIO del Paziente

P

t

plateau

Att. Pass.

E I I E

peep

trigger

1)“mismatch”ventilazione/perfusione

• Nel polmone ideale ogni alveolo dovrebbe ricevere la stessa quota di aria ed ogni capillare la stessa quota di sangue

• Ciò non accade neanche nel polmone sano dove vi sono aree ipoventilate ma perfuse ed aree ipoperfuse ma normo o iperventilate • Le tre zone di West: I II III

SPIROMETRIA

PEEP = 0

PEEP ADEGUATA

PEEP ECCESSIVA

Manovre di reclutamento Gli alveoli collassati o chiusi rappresentano:

1. Una fonte di mismatch ventilazione/perfusione • che porta ad ipossia ed ipercapnia

2. Una zona particolarmente difficile da riespandere • che determina un’enorme aumento del lavoro

respiratorio (WOB) e del consumo di ossigeno

Open lung and keep open!

PEEP= poca o troppa

• Sovradistensione alveolare: alveoli delle zone non-dipendenti tendono a rimanere distesi e possono provocare➔barotrauma

• Riduzione del letto vascolare per spremitura dei capillari con ventilazione inefficace

• Aumento delle pressioni intratoraciche con riduzione del ritorno venoso, del precarico ventricolare dx e della portata cardiaca in toto.

• Questo effetto può essere benefico nello scompenso cardiaco

Conseguenze della PEEP

• EFFETTO VOLUME é Capacità Funzionale Residua ▪ Distende alveoli già aperti (éeffetto spazio morto) ▪ Apre alveoli parzialmente distesi (êeffetto shunt) ▪ Apre territori chiusi (êshunt vero) “viene descritto un‘effetto trazione sui vasi intratoracici con riduzione

delle resistenze ed uno di compressione con aumento delle stesse”

• EFFETTO PRESSIONE ▪ Ritorno venoso ê ▪ Tono bronchiale é ▪ Pressione di picco ê ▪ Barotrauma ê Volutrauma ê Atelectrauma ê

Best PEEP

• Importanza dei punti di flesso

V

P

TIPI PRINCIPALI DI V.M.

• Ventilazione Assistita/Controllata (A/C) ▪ Necessità di un “trigger”

• a pressione -1/-2 cmH2O

• di flusso 0,5/2 l/min

▪ Ideale nel pz. in insufficienza respiratoria acuta ▪ Un limite è il pz che iperventila per diverse

cause (neurologiche o metaboliche)

IMV e SIMV (intermittent mandatory ventilation)

• Gli atti imposti sono un volume garantito • > 8 si può parlare di A/C • E’ una metodica di svezzamento • Minori rischi di barotrauma • Consente una sedazione minore • Il flusso di insufflazione spontaneo deve essere

sufficiente (>1,5-2 volte il VM) • Minore impatto emodinamico • Previene l’atrofia muscolare e l’asincronismo

Supporto pressorio (PSV)

• Un atto spontaneo apre la valvola insp. • A questo segue una pressurizzazione

prefissata (10-40 cmH2O)

• Il flusso viene mantenuto fino a che il paziente mantiene il suo sforzo: plateau costante L’espirazione viene iniziata

dal pz. o in contropressione o quando il flusso scende al di sotto di valori prefissati➔ trigger espiratorio

CPAP (continuous positive airway pressure)

• Modalità afffidata totalmente al paziente • La protesi ventilatoria assicura la PEEP e il

flusso di gas freschi e condizionati (O2,, T° e umidità) • Più fisiologica e meno barotraumatica • Indicata in tutte le forme da impegno

parenchimale (polmoniti, edema polmonare, ALI)

CPAP (continuous positive airway pressure)

• Fondamentale la composizione del circuito • Basse resistenze e valvole sensibili • Demand flow o continuous flow • Obiettivo ê ridurre il lavoro respiratorio

p

peep

i e

PRESIDI PER LA CPAP

CPAP (continuous positive airway pressure)

• Indicazioni: ▪ Insufficienza respiratoria acuta ipossiemica ▪ Atelettasie: trattamento e prevenzione nello

svezzamento dalla CMV (glottide aperta) ▪ IMA e insufficienza ventricolare sinistra

p

peep

i e

Complicanze della V.M.

• VAP (Ventilator Associated Pneumonia) • Barotrauma • Fibrosi polmonare • Altrazioni della motilità gastrointestinale • Emorragie gastrointestinali • Complicanze dell’intubazione

• VAP è una POLMONITE NOSOCOMIALE • La Diagnosi non è semplice ed è di solito

basata su una combinazione di fattori: ▪Clinici - febbre o ipotermia; modificazione delle

secrezioni, tosse, polipnea,

▪Microbiologici – culture positive of sangue/espettorato/aspirato tracheale /liquido pleurico ▪Radiologici - infiltrati nuovi o modificati

DIAGNOSI DI VAP

Clinical Pulmonary Infection ScoreTEMPERATURA °C > 36,0 < 38,4 0

> 38,4 < 39,0 1> 39,0 2

LEUCOCITI tra 4.000 e 11.000 0< 4.000 > 11.000 + forme immature (50%) 1>50% forme immature 2

SECREZIONI TRACHEALI Assenza di secrezioni 0Secrezioni non purulente 1Secrezioni purulente 2

OSSIGENAZIONE PaO2/FiO2 > 240 o ARDS 0

PaO2/FiO2 < 200 senza ARDS 2INFILTRATI POLMONARI Assenza di infiltrati 0

Infiltrati difffusi 1Infiltrati localizzati 2

Ventilator Associated Pneumonia (VAP) Punti chiave

• VAP è la seconda infezione ospedaliera • il 15% di tutte le forme acquisite • Incidenza = 9% to 70% dei pazienti ventilati • Aumenta la permanenza in TI • e quella in ospedale da 1 a 3 settimana • Mortalità = dal 13% al 55% • Aumento dei costi dai 40,000 ai 50,000€ per ric

Centers for Disease Control and Prevention, 2003. Rumbak (2000).Strategies for prevention and treatment.Journal of Resp Disease, 21 (5), p. 321;

“There is no doubt that the diagnosis and management of VAP remains one of the most controversial and challenging topics in management of critically ill patients.”

Chan C, Chest 2005;127:425

• Non è più solo un evento “sfortunato” • Viene ormai letto come un errore medico ▪ Institute of Medicine ▪ Leapfrog Group

• JCAHO – agli ospedali che richiedono l’accreditamento viene richiesto di mostrare le misure di prevenzione e riduzione delle VAP

Cambiare il punto di vista

• Possono differire in base al tempo di insorgenza • Polmonite precoce (< 96 h dall’ IOT) ▪Comunitaria ▪ Patogeni: • Streptococcus pneumoniae • Haemophilus influenzae • Staphylococcus aureus

▪Antibiotico-sensibile

Kollef M, Chest 2005;128:3854-62

Patogeni nella VAP

• Polmonite tardiva (> 96 h dall’ IOT) ▪Ospedaliera ▪ Patogeni:

• Pseudomonas aeruginosa • Methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA) • Acinetobacter • Enterobacter

▪Antibiotico-resistenza

Kollef M, Chest 2005;128:3854-62

Patogeni nella VAP

• Maggiore fattore di rischio = ventilazione meccanica con intubazione oro-tracheale

• Prolungamento dell’intubazione con rischio di contaminazione (tubi, sondini, mani)

• Fattori legati al paziente: età, malnutrizione, immunocompromissione

• Fattori che incrementano la colonizzazione dell’oro-faringe e dello stomaco: ▪ Somministrazione di antibiotici ▪ Ricovero in TI e digiuno o NPT ▪ Malattia cronica polmonare

Fattori di rischio generali

• Condizioni che favoriscono l’aspirazione di microorganismi nelle vie aeree o il reflusso di materiale gastrico :

▪ Posizione supina ▪ NGT posizionamento ▪ Re-intubazione e auto-estubazione ▪ Immobilizzazione prolungata ▪ Neurochirurgia, chirurgia toracica, chirurgia add. alta ▪ GERD ▪ *Coma/delirium

Cook D et al, Ann Intern Med 1998;129:433-40

Fattori di rischio specifici

POLMONITE ASSOCIATA A VENTILAZIONE (VAP)

• E’ correlata: ▪ Alle difese dell’ospite in condizioni particolari ▪ All’ecologia batterica dei vari reparti ▪ All’ esistenza di porte d’entrata (attività

diagnostiche e terapeutiche) ▪ Allo stato di sedazione

In Terapia Intensiva tutte queste condizioni sono presenti in modo amplificato

MISURE DI PREVENZIONE

• LAVAGGIO DELLE MANI • MISURE DI BARRIERA – guanti, mask • MISURE IGIENICHE - cavo orale • INTUBAZIONE ORO-TRACHEALE ▪ Reintubazione ê ▪ Pressione della cuffia (tra 20 e 30 cmH2O) ▪ Secrezioni sopraglottidee

• UMIDIFICAZIONE DELLE VIE AEREE

MISURE DI PREVENZIONE

• SONDINO NASO-GASTRICO ▪ DRENAGGIO DELLE SECREZIONI ▪ PREVENIRE LA DISTENSIONE GASTRICA ▪ NUTRIZIONE ENTERALE

• POSIZIONE DEL PAZIENTE 30°-45° • “TIMING” DELLA TRACHEOSTOMIA • FKT • USO DI PROTOCOLLI DI ANALGO-SED

GESTIONE DEL VENTILATORE

• CIRCUITI ESTERNI (24 h) • CONDENSA (2 h) • TUBI ET – Silver coated, aspirazione sg • FILTRI (Humidifier Meat Exchange) • PALLONI, MASCHERE • SISTEMI DI ASPIRAZIONE (chiusi, aperti) ▪ Aspirazione sottoglottidea

Manovrare con tecnica possibilmente sterile!

Linee Guida

• L’igiene orale con agenti anti settici può ridurre l’incidenza di VAP. ▪ Nessuna concentrazione o formulazione è

preferibile ad un’altra. • L’igiene orale, rimozione della placca dai denti e dalle

gengive,viene raccomandata ogni 12 ore. • La cura della bocca, rimozione delle secrezioni

dall’orofaringe e idratazione delle labbra e della lingua, viene raccomandata ogni 4 ore.

• Key Players: Nurses