Modos de ventilación mecánica

1. Para clasificar los modos de ventilación mecánica se suele emplear un método estructurado basado en tres atributos clave: la variable de control, la secuencia respiratoria y el esquema de focalización.

La variable de control es el parámetro que se regula directamente durante la inspiración. Se clasifica como presión cuando la inspiración se inicia con una presión inspiratoria preestablecida o cuando la presión varía en proporción al esfuerzo inspiratorio. Se clasifica como volumen cuando tanto el volumen corriente como el flujo inspiratorio están preestablecidos. Si no se cumple ninguna de estas condiciones, la variable de control se clasifica como tiempo.

La secuencia respiratoria se determina analizando si el inicio (activación) y la finalización (ciclo) de la respiración están controlados por el paciente o por el ventilador. Según estas características, las respiraciones pueden clasificarse como obligatorias o espontáneas y organizarse en secuencias como la ventilación obligatoria continua (VMC) o la ventilación obligatoria intermitente (VMI).

El esquema de control describe cómo el ventilador logra los parámetros respiratorios deseados. Esto puede implicar ajustes fijos definidos por el operador (control por punto de ajuste) o ajustes dinámicos realizados por el ventilador para lograr un objetivo específico (control adaptativo), entre otros enfoques.

Asistencia/Control de volumen (por ejemplo, Covidien PB 840)

En este modo, el volumen y el flujo inspiratorios están preestablecidos, de modo que el volumen se convierte en la variable de control. Cada respiración se regula mediante el volumen, lo que significa que la inspiración finaliza por acción del ventilador; por lo tanto, estas respiraciones se clasifican como obligatorias. Dado que todas las respiraciones son obligatorias, la secuencia respiratoria es de ventilación obligatoria continua (VMC). El operador ajusta directamente los parámetros de la forma de onda, lo que indica un esquema de ajuste de punto de consigna. En consecuencia, este modo puede clasificarse como ventilación obligatoria continua controlada por volumen con ajuste de punto de consigna (VC-VMC).

Control de volumen SIMV Plus (p. ej., Covidien PB 840)

En este modo, el operador ajusta el volumen corriente, pero no el flujo inspiratorio. Dado que especificar solo el volumen no es suficiente para definir el control de volumen, la variable de control se clasifica como presión. La presencia de respiraciones espontáneas entre respiraciones obligatorias define la secuencia respiratoria como ventilación obligatoria intermitente (VMI). El ventilador ajusta la presión inspiratoria entre respiraciones para alcanzar un volumen corriente promedio objetivo, lo que refleja un esquema de ajuste adaptativo. Por lo tanto, este modo puede clasificarse como ventilación obligatoria intermitente controlada por presión con ajuste adaptativo (VMI-CP, adaptativa).

Una distinción fundamental en la ventilación mecánica radica en si cada respiración es iniciada por el paciente (modo asistido) o por la máquina (modo controlado). También son posibles los modos híbridos dinámicos de ambos (modos asistido-controlado), y el modo controlado sin asistencia está prácticamente obsoleto.

La ventilación con liberación de presión en las vías respiratorias es una alternancia cíclica entre dos niveles de presión positiva en las vías respiratorias, con el tiempo principal en el nivel alto y una breve liberación espiratoria para facilitar la ventilación. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

La ventilación con liberación de presión en las vías respiratorias debe comprenderse bien para usarla eficazmente y prevenir la lesión pulmonar inducida por el ventilador. ^{[ 8 ]} El tiempo de espiración (T _baja ) se acorta generalmente a menos de un segundo para mantener la inflación de los alvéolos. En esencia, se trata de una presión continua con una liberación breve.

Pueden existir diferentes percepciones de este modo en todo el mundo. Si bien la "APRV" es común entre los usuarios de Norteamérica , en Europa se introdujo un modo muy similar: la presión positiva bifásica en las vías respiratorias (BIPAP). ^{[ 9 ]} El término APRV también se ha utilizado en revistas estadounidenses donde, por las características de ventilación, BIPAP habría sido una terminología perfectamente adecuada. ^{[ 10 ]}Pero BiPAP es una marca registrada para un modo de ventilación no invasiva en un ventilador específico (Respironics Inc.).

Otros fabricantes han lanzado sus propias marcas (BILEVEL, DUOPAP, BIVENT). Si bien son similares en su funcionamiento, estos términos describen cómo se supone que un modo infla los pulmones, en lugar de definir las características de sincronización o la forma en que se apoyan los esfuerzos respiratorios espontáneos.

La ventilación mecánica intermitente obligatoria no siempre ha contado con la función de sincronización, por lo que la división de modos se entendía como SIMV (sincronizada) frente a IMV (no sincronizada). Desde que la Asociación Americana para el Cuidado Respiratorio estableció una nomenclatura para la ventilación mecánica, se eliminó la parte "sincronizada" del nombre y ahora solo existe IMV.

La ventilación minuto obligatoria (VMM) permite la respiración espontánea con ajustes automáticos de la ventilación obligatoria para cumplir con el volumen minuto mínimo preestablecido del paciente. Si el paciente mantiene los ajustes de volumen minuto para V _T xf, no se administran respiraciones obligatorias.

Si el volumen minuto del paciente es insuficiente, se administrará obligatoriamente el volumen corriente preestablecido hasta alcanzar dicho volumen. El método para controlar si el paciente cumple o no con la ventilación minuto requerida (VE ₎ varía según la marca y el modelo del ventilador, pero, en general, existe un intervalo de tiempo monitorizado y un intervalo menor que se compara con el intervalo mayor (por ejemplo, en la línea de ventiladores mecánicos Dräger Evita® hay un intervalo móvil de 20 segundos, y cada 7 segundos se miden el volumen corriente y la frecuencia respiratoria actuales) para decidir si se necesita una respiración mecánica para mantener la ventilación minuto.

La MMV es un modo óptimo para el destete en poblaciones neonatales y pediátricas y se ha demostrado que reduce las complicaciones a largo plazo relacionadas con la ventilación mecánica. ^{[ 11 ]}

El control de volumen regulado por presión es un modo basado en la ventilación asistida controlada (ACV). Este modo utiliza respiraciones cíclicas, con volumen objetivo y limitadas por presión, que pueden ser iniciadas por el ventilador o por el paciente.

La presión inspiratoria máxima suministrada por el ventilador varía en cada respiración para lograr un volumen corriente objetivo establecido por el médico.

Por ejemplo, si se establece un volumen corriente objetivo de 500 ml, pero el ventilador administra 600 ml, la siguiente respiración se administrará con una presión inspiratoria menor para lograr un volumen corriente menor. Si bien el PRVC se considera un modo híbrido debido a sus ajustes de volumen corriente (VC) y limitación de presión (PC), fundamentalmente es un modo de control de presión con ajuste adaptativo.

La presión positiva continua en las vías respiratorias (CPAP) es un método no invasivo de soporte respiratorio mediante presión positiva. La CPAP aplica una presión continua para mantener los alvéolos abiertos y evitar que se desinflen por completo. Este mecanismo de mantenimiento de la presión alveolar ayuda a aumentar la presión parcial de oxígeno en la sangre arterial ; un aumento adecuado de la CPAP incrementa la _PaO₂ .

La presión positiva binivel en las vías respiratorias (BPAP) es un modo utilizado durante la ventilación no invasiva (VNI). Utilizada por primera vez en 1988 por el profesor Benzer en Austria, ^{[ 12 ]} administra una presión positiva inspiratoria (IPAP) y una presión positiva espiratoria (EPAP) preestablecidas. La BPAP puede describirse como un sistema de presión positiva continua en las vías respiratorias con un cambio cíclico del nivel de CPAP aplicado. ^{[ 13 ]}

Se ha demostrado que CPAP/APAP, BPAP y otros modos de ventilación no invasiva son herramientas de manejo eficaces para la enfermedad pulmonar obstructiva crónica , la insuficiencia respiratoria aguda , la apnea del sueño , etc. ^{[ 14 ]}

A menudo, se hace referencia erróneamente a la BPAP como "BiPAP". BiPAP es el nombre de un ventilador portátil fabricado por Respironics Corporation ; es solo uno de los muchos ventiladores que pueden administrar BPAP.

El término activo se refiere al sistema de espiración forzada del ventilador. En un escenario de HFV-A, el ventilador utiliza presión para aplicar una respiración inspiratoria y luego aplica una presión opuesta para forzar una respiración espiratoria. En la ventilación oscilatoria de alta frecuencia (a veces abreviada como HFOV), el fuelle oscilante y el pistón fuerzan la entrada de presión positiva y aplican presión negativa para forzar la espiración. ^{[ 16 ]}

El término pasivo se refiere al sistema de espiración no forzada del ventilador. En un escenario de ventilación de alta frecuencia con presión positiva (HFV-P), el ventilador utiliza presión para aplicar una respiración inspiratoria y luego regresa a la presión atmosférica para permitir una espiración pasiva.

Esto se observa en la ventilación a chorro de alta frecuencia, a veces abreviada como HFJV. También se clasifica dentro de la ventilación de alta frecuencia la ventilación percusiva de alta frecuencia, a veces abreviada como HFPV. Con la HFPV, se utiliza un circuito abierto para administrar los volúmenes subtidales a través de la interfaz del paciente conocida como Phasitron.

La garantía de volumen es un parámetro adicional disponible en muchos tipos de ventiladores que permite al ventilador modificar su ajuste de presión inspiratoria para lograr un volumen corriente mínimo. Esto se utiliza con mayor frecuencia en pacientes neonatales que requieren un modo de control de presión con consideración del control de volumen para minimizar el volutrauma .

La presión positiva al final de la espiración (PEEP) es la presión que se aplica durante la espiración. La PEEP se aplica mediante una válvula conectada al puerto espiratorio y ajustada manualmente, o mediante una válvula gestionada internamente por un ventilador mecánico.

La PEEP es una presión que la espiración debe sortear, lo que provoca que los alvéolos permanezcan abiertos y no se desinflen por completo. Este mecanismo para mantener los alvéolos inflados ayuda a aumentar la presión parcial de oxígeno en la sangre arterial, y un aumento de la PEEP incrementa la _PaO₂ . ^{[ 17 ]}

La ventilación con soporte de presión es un modo de ventilación espontánea también conocido como ventilación con soporte de presión (VSP). El paciente inicia cada respiración y el ventilador proporciona soporte con el valor de presión preestablecido. Con el soporte del ventilador, el paciente también regula su propia frecuencia respiratoria y su volumen corriente .

En la ventilación con soporte de presión, el nivel de soporte de presión inspiratoria establecido se mantiene constante y el flujo es decreciente. El paciente inicia todas las respiraciones. Si se produce un cambio en las propiedades mecánicas del pulmón/tórax y en el esfuerzo del paciente, el volumen corriente administrado se verá afectado. El usuario deberá entonces regular el nivel de soporte de presión para obtener la ventilación deseada. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

El soporte de presión mejora la oxigenación, ^{[ 20 ]}Mejora la ventilación y disminuye el trabajo respiratorio.

Véase también ventilación con soporte adaptativo.

La ventilación controlada por flujo (FCV) es un modo de ventilación totalmente dinámico, sin pausas, con flujos de gas continuos y estables tanto durante la inspiración como durante la espiración, con el objetivo de lograr cambios lineales tanto en el volumen como en la presión. ^{[ 21 ]} La FCV es un modo de ventilación invasiva, pero, a diferencia de los modos controlados por volumen y presión, no depende de una espiración pasiva creada por el colapso de la pared torácica y la retracción elástica de los pulmones. Un circuito respiratorio de alta resistencia inhibe la espiración pasiva y, por lo tanto, permite controlar y estabilizar completamente el flujo espiratorio. La FCV crea una inspiración generando un flujo estable desde una presión final de espiración (EEP) establecida hasta una presión máxima establecida. Luego, se crea un flujo espiratorio estable mediante aspiración. ^{[ 22 ]}Este flujo espiratorio es preferiblemente similar al flujo inspiratorio, con el objetivo de lograr una relación I:E de 1:1,0, para minimizar la disipación de energía en los pulmones. ^{[ 23 ] [ 24 ]} La FCV es una ventilación más eficiente en comparación con los modos convencionales, ^{[ 25 ] [ 26 ]} permite la ventilación incluso a través de lúmenes pequeños (~2 – 10 mm DI) ^{[ 27 ] [ 28 ]} y resulta en una menor potencia mecánica aplicada. ^{[ 25 ]} La FCV fue inventada por el profesor Dr. med. Dietmar Enk. ^{[ 21 ]} 

Artículo principal: Ventilador de presión negativa

La ventilación con presión negativa estimula (o fuerza) la respiración mediante la aplicación periódica de vacío parcial (presión de aire reducida por debajo de la presión ambiente), aplicada externamente al torso del paciente —específicamente, al tórax y al abdomen— para ayudar (o forzar) la expansión del tórax, expandiendo los pulmones, lo que resulta en una inhalación voluntaria (o involuntaria) a través de las vías respiratorias del paciente. ^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]}

Se han desarrollado varios "ventiladores de presión negativa" (VPN) para cumplir esta función; el más famoso es el " pulmón de acero ", un tanque en el que el paciente yace, con solo la cabeza expuesta al aire ambiente, mientras que la presión del aire sobre el resto de su cuerpo, dentro del tanque, se varía mediante bombeo para estimular la expansión y contracción del tórax y los pulmones. Aunque no se utilizan ampliamente hoy en día, los VPN fueron las principales formas de ventilación mecánica hospitalaria y de larga duración en la primera mitad del siglo XX, y su uso sigue siendo limitado en la actualidad. ^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]}

La ventilación líquida es una técnica de ventilación mecánica en la que los pulmones se insuflan con un líquido perfluorocarbonado oxigenado en lugar de una mezcla de gases que contiene oxígeno. El uso de perfluorocarbonos, en lugar de nitrógeno, como portador inerte de oxígeno y dióxido de carbono ofrece una serie de ventajas teóricas para el tratamiento de la lesión pulmonar aguda, entre las que se incluyen:

• Reducción de la tensión superficial mediante el mantenimiento de una interfaz fluida con los alvéolos.
• Apertura de alvéolos colapsados ​​mediante presión hidráulica con menor riesgo de barotrauma.
• Proporcionar un reservorio en el que el oxígeno y el dióxido de carbono puedan intercambiarse con la sangre capilar pulmonar.
• Funciona como un intercambiador de calor de alta eficiencia.

A pesar de sus ventajas teóricas, los estudios de eficacia han sido decepcionantes y aún no se ha definido el uso clínico óptimo de LV. ^{[ 41 ]}