Fisiologia de la respiracion.

Fisiología de la respiración aplicada a la ventilación mecánica

Federico Failach NavarroResidente en Medicina Interna

Universidad del Sinú

Introducción

O2 CO2

Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134;

Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.

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.

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


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


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



Trabajo de la ventilación



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

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


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


Circulación pulmonar


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

Distribución del flujo pulmonar


Pa PV

Arterial Venoso

AlveolarPA

ZONA 1PA:Pa<PV

DISTANCIA

ZONA 2PA<Pa<PV

ZONA 3PA>Pa>PV

FLUJO SANGUINEO

VARIACIONES PASIVAS

Distribución del flujo pulmonar



HIPOXIA(PAO2 <60-70 mmHg)

VASOCONSTRICCIÓN

Reflejo para conservar V/Q

HistaminaSerotoninaAngiotensin

a IIOxido nítrico

Bradicininas

Prostaciclinas

VARIACIONES ACTIVAS

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

23 (2007) 117–134; Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.

MOVIMIENTO DEL

GAS POR DIFUSION

Intercambio gaseoso


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

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


U.C.I*

Dióxido de carbono

• PaCO2: Determinado por la ventilación alveolar (N: 37 – 43 mmHg) y producción de CO2PaCO2: K ( producción de CO2/ Vent.

alveolar)


Eliminación (V/Q)

Trasporte x Hb 85% y < 1% CO2

Producción (metabolismo) 120

Litros

MITOCONDRIA - ALVEOLO

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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seccion IV.

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.

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)


MODOS VENTILATORIOS

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seccion IV.

Modos ventilatorios


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


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)


Patrones ventilatorios

Asistido controlado (A/C)Ventilación mandatorio intermitente

sincronizada (SIMV)Presión positiva continua en la vía

aérea (CPAP)Ventilación con presión soporte (PSV)

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

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4

Espiración Espiración

Inspiración

Ciclo respiratorio


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)

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


DISPARO CICLADO

MANDATORIA V V

ASISTIDA P V

ESPONTANEA P P

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.



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)

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



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

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



Graficas de presión/ tiempo

TIEMPO

PR

ES

ION

VIA

AER

EA

cmH

2O

0

30Inspiración

Espiración

Inspiración

Espiración

"El futuro tiene muchos nombres. Para los débiles es lo inalcanzable. Para los temerosos, lo desconocido.

Para los valientes es la oportunidad.”Hugo, Víctor

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