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Fisiología de la respiración aplicada a la ventilación mecánica
Federico Failach NavarroResidente en Medicina Interna
Universidad del Sinú
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Introducción
O2 CO2
Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134;
Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.
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Fisiología de la respiración
Mecánica de la ventilación pulmonar
• Diafragma (respiración normal)
• Intercostales externos (20% diámetro A-P)
• Músculos accesorios de la respiración
Diafragma
caja torácicaIntr. internos
Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134; Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.
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Ventilación pulmonar
0-2
-4
-6
-8
+2
0
0,25
0,50
Pre
sión c
mH
2O
V. d
el volu
men (
litro
s)
Volumen pulmonar
Presión alveolar
Presión pleural
Inspiración Espiración
presión transpulmonar DISTENSIBILIDAD200 mL aire/ 1 cmH2O PT
2s 2s
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Ventilación pulmonar
DISTENSIBILIDAD
Fuerzas E.
propias del
pulmón
Fuerzas E. la
tensión S. en los alveolos
1/3 2/3
AGENTE TENSOACTIVOAGUAr
P :2 x TS
r
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Diagrama de distensibilidad
P
rr
γ
P :2 x TS
r
Ley de LaPlace
- 4 - 5 - 6Presión pleural (cm H20)
0
0,25
0,50
Vari
aci
ón d
el volu
men p
ulm
onar
(lit
ros)
Insp
iració
n
Espi
ración
Llenos de aire
γ
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Trabajo de la ventilación
Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134;
Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.
0
0,25
0,50
Vari
aci
ón d
el volu
men p
ulm
onar
(lit
ros)
Insp
iració
n
Espi
ración
Trabajo de distensibilidad
Trabajo de resistencia tisular
Trabajo de resistencia a las vías respiratorias
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Volúmenes y capacidades pulmonares
• Volumen corriente (VC): 500 ml
• Volumen de reserva inspiratorio (VRI): 3000 ml
• Volumen de reserva espiratorio (VRE): 1100 ml
• Volumen residual (VR): 1200 ml
• Capacidad de reserva inspiratoria: VC+VRI: 3500 ml
• Capacidad residual funcional: VRE+VR: 2300 ml
• Capacidad vital: VRI+VRE+VC: 4600 ml
• Capacidad total: Cap Vital+VR : 5800 ml
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Variaciones de la ventilación
Topográficas
• Gradiente vertical de presión pleural:o Peso pulmón *o Anclaje al hilioo Forma de la caja
torácica
• Alveolos de mayor tamaño en región superior
No topográficas
• CT: constante de tiempo
(Resistencia x distensibilidad)
o CT: mala ventilacióno CT: buena ventilación
• Asimetría de las estructuras pulmonares
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Circulación pulmonar
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Grandes vasos pulmonares
V. Extraalveolares
V. AnguloV. Alveolares
PA
PP
Distensibilidad
PULMON
Vasos intrapulmonares
• Bajas presiones• Grandes Volúmenes• R: -10 RVS
Presión arteria pulmonar:
Sist: 25 mmHgDiat: 8 mmHg
Media: 15 mmHg
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Distribución del flujo pulmonar
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Pa PV
Arterial Venoso
AlveolarPA
ZONA 1PA:Pa<PV
DISTANCIA
ZONA 2PA<Pa<PV
ZONA 3PA>Pa>PV
FLUJO SANGUINEO
VARIACIONES PASIVAS
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Distribución del flujo pulmonar
Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134;
Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.
HIPOXIA(PAO2 <60-70 mmHg)
VASOCONSTRICCIÓN
Reflejo para conservar V/Q
HistaminaSerotoninaAngiotensin
a IIOxido nítrico
Bradicininas
Prostaciclinas
VARIACIONES ACTIVAS
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Intercambio gaseoso
• 300 millones de Alveolos (200-250 micras)
• Área de superficie total: 140 m2 (125 m2)
• Membrana Alveolo – Capilar: (0.5 -0.7 micras)1. Epitelio alveolar2. Membrana basal EA3. Membrana basal EV4. EndotelioFisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap VII; Crit Care Clin
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MOVIMIENTO DEL
GAS POR DIFUSION
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Intercambio gaseoso
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Difusión : dg/dt : D. S. (P1 –P2) / ELey de Fick
dg/dt : Cantidad de gas que difunde
x Unidad de tiempoS: *
superficie de intercambio
(P1 – P2)*Diferencia de
presiones parciales
E:espesor de
la membrana
D: coeficiente de
difusión del gas
CO2/O2: 0.85Ley de Graham
CO2/O2: 24.4
Ley de HenryX
D: 20.7el coeficiente de difusión
de CO2 es 20.7 vecesmayor que el O2
Ley de Dalton
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Oxigeno
• PaO2 : O2 celular/tisular (edad, posición)• Índices de concentración de O2
1. Basados en la concentración O2 (Shunt fisiológico o estimado)
2. Basados en la tensión de O2 (PAO2 – PaO2) o (PaO2/FiO2)
• Mecanismos que causan hipoxemia:1. baja FiO22. Hipoventilacion3. Desigualdad de la relación V/Q4. Shunt5. Trastornos de la difusión
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U.C.I*
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Dióxido de carbono
• PaCO2: Determinado por la ventilación alveolar (N: 37 – 43 mmHg) y producción de CO2PaCO2: K ( producción de CO2/ Vent.
alveolar)
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Eliminación (V/Q)
Trasporte x Hb 85% y < 1% CO2
Producción (metabolismo) 120
Litros
MITOCONDRIA - ALVEOLO
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Dióxido de carbono
• Producción de CO2 : VCO2 : (CO2 espirado – CO2 inspirado) x Volumen
minuto respiratorio.
• Trasporte de CO2: Contenido de CO2 en sangre (arterial/venosa) o
diferencia V-a CO2
• Eliminación de CO2 : PaCO2 – ECTO2 (ECTO: CO2 al final de la espiración)
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Ventilación mecánica• Efecto sobre el control de la ventilación:
Disminución de la actividad de los M. respiratorios (Flujo Inspiratorio: Vel. FI)
• Efecto sobre el intercambio gaseoso:Aumento de la relación V/Q : o,1 ( PaO2 ,
PaCO2 normal)Oxigeno inspirado: FiO2 : PaO2
Relación FiO2 - V/Q : zonas ocupadas R V/Q bajas + FiO2 progresiva VCH + colapso pulmonar
(t:FiO2)Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134; Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.
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Ventilación mecánica• Efecto sobre el volumen minuto cardiaco:
Modificación de PvO2 > 40 mmHg : SaO2 V>70%Aumento de la velocidad transito capilares pulmonares
(Vel Q : tiempo Erit. x URT)Redistribución del flujo sanguíneo pulmonar
( PEEP Progresiva Q x URT no ventiladas: PaO2)
• Interacción corazón – pulmón:Volumen sistólico en V derecho esta disminuido
Presión pleural+ Presión transpulmonar.Disminución del retorno venoso (aumento de la
presiones Corazón derecho)
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MODOS VENTILATORIOS
Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134; Terapia Intensiva, 4 edicion,
seccion IV.
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Modos ventilatorios
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ΔP: ( R X FLUJO ) + ( E1 X ΔV )
Presión total en la vía aérea
(presiones en la V.A.+ fuerza muscular)
Resistencia al flujo
Elasticidad(inversa a la distensibilidad)
Ecuación básica de movimiento del aparato respiratorio
Volumen del aparato respiratorioal final de la espiración
(integral de tiempo)
TODOS LOS MODOS VENTILATORIOSSON REGULADOS POR PRESION O FLUJO
DURANTE LA MITAD INSPIRATORIA DEL CICLO
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Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134; Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.
Modos ventilatorios
Modos de asistencia ventilatoriacontrolados por flujo
Modos de asistencia ventilatoria controlados por presión
Volumen corrienteVC o VT
Ciclado por tiempo
FLUJO INSPIRATORIO(Constante o desacelerarte)
“Asistido controlado”
PRESION INSPIRATORIA(Características del tórax, R, E,
tiempo y PEEP total)
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Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134; Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.
Patrones ventilatorios
Asistido controlado (A/C)Ventilación mandatorio intermitente
sincronizada (SIMV)Presión positiva continua en la vía
aérea (CPAP)Ventilación con presión soporte (PSV)
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Variables de fase
1. Cambio de espiración a inspiración2. La inspiración3. Cambio de inspiración a espiración4. La espiración
Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134; Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV; Ventilacion Mecanica apl. cap 5 pag 27
1 32
4
Espiración Espiración
Inspiración
Ciclo respiratorio
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Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134; Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.
Variables de fase• Disparo: (1) es la variable que permite el inicio
de la inspiración (tiempo, presión, flujo*)• Limite: (2)es la variable que detiene la
inspiración al alcanzar el valor predeterminado (presión, volumen, flujo)
• Ciclado: (3) es la variable que termina la inspiración y permite la apertura de la válvula espiratoria (presión, flujo, volumen, tiempo)
• Variable de base: (4) es el parámetro controlado durante la espiración (presión/PEEP)
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Tipos de respiración
• Mandatoria: es aquella disparada o ciclada por el ventilador.
• Asistida: es disparada por el paciente y ciclada por el ventilador.
• Espontanea: es disparada y ciclada por le paciente
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DISPARO CICLADO
MANDATORIA V V
ASISTIDA P V
ESPONTANEA P P
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Ventilación mecánica controlada (CMV)
• Modo: ignora los esfuerzos inspiratorios del paciente, con soporte total y respiraciones mandatoriasa. Volumen control (VC): la variable limite es el
volumen (FR, FIO2; R I:E)b. Presión control (PC): el limite es la presión en la
inspiración
• Indicaciones: pacientes sin esfuerzo inspiratorio, fatiga, bajo gasto, lesiones SNC.
• Inconvenientes: requiere sedación profunda y relajación.
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Ventilación asistida controlada
• Modo: adaptación del CMV , aprovecha los impulsos inspiratorios
• Indicaciones: es el modo mas empleado 47%.
• Contraindicaciones: no existe contraindicaciones absolutas.
• Inconvenientes: Hiperventilación, hipocapnia inadvertida, Auto PEEP, atrofia diafragmática
• Parámetros a seleccionar: sensibilidad, flujo, volumen corriente)
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Ventilación mandatoria intermitente – mandatoria intermitente sincronizada
(IMV – SIMV)
• Modo: permite que las ventilaciones asistidas ingrese el volumen corriente posible de acuerdo al esfuerzo inspiratorio.
• Indicaciones: método flexible que se hizo popular para inicio de la ventilación mecánica
• Inconvenientes: aumento del trabajo respiratorio, fatiga muscular, prolongación del destete ventilatorio, descompensación cardiaca durante el destete
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Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134; Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.
Ventilación con soporte de presión (PSV)
• Modo: creada para aliviar el trabajo de los músculos respiratorios en pacientes con disminución de la distensibilidad pulmonar y/o aumento de la resistencia de la vía aérea.
• Indicaciones: puede utilizar como método inicial o en combinación SIMVa. Nivel fijo de presión soporteb. Niveles variables entre las
respiraciones SIMV
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Presión positiva continua en la vía aérea (CPAP)
• Modo: aplicación constante de presión positiva en la vía aérea durante la ventilación espontanea
• Indicación: para mantener la vía aérea artificial por edema, secreción u obstrucción
• Ventajas: disminuye las atelectasias, promueve la fuerza muscular, utilizado como método de destete
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Graficas de presión/ tiempo
TIEMPO
PR
ES
ION
VIA
AER
EA
cmH
2O
0
30Inspiración
Espiración
Inspiración
Espiración
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"El futuro tiene muchos nombres. Para los débiles es lo inalcanzable. Para los temerosos, lo desconocido.
Para los valientes es la oportunidad.”Hugo, Víctor