Equipos de terapia respiratoria

Instrumentación Médica II

Oxigenoterapia

Con el fin de prevenir y tratar los síntomas y las complicaciones de la hipoxia, cualquiera que sea su etiología, la administración de oxígeno a concentraciones mayores a las del aire ambiente (21%), debe ser la primer estrategia implementada en los pacientes.

• Se define como oxigenoterapia al uso del oxígeno con fines terapéuticos.

• La hipoxemia se define como la disminución de la presión arterial de oxígeno (PaO2< 60 mmHg) y de la saturación de la Hemoglobina en sangre arterial (< 93%).

• La hipoxia se define como la disminución de la disponibilidad de oxígeno en los tejidos. Puede existir hipoxia sin que necesariamente exista hipoxémia.

El suministro de oxígeno suplementario tiene como objetivo:

• Prevenir hipoxemia (paO2 < 60 mmHg)• Así como, tratar y prevenir los síntomas

(incremento del trabajo cardiorespiratorio, irritabilidad y depresión del SNC, cianosis) y las complicaciones de la misma (hipoxia, acidosis metabólica, etc.),

El estado de hipoxemia se determina con:

Oximetría de pulso

Gasometría

Causas de hipoxia

Estrategia

La gasometría arterial es una técnica de monitorización respiratoria invasiva que permite, en una muestra de sangre arterial, determinar el pH y las presiones parciales de oxígeno y dióxido de carbono.

Dispositivos de administración

De acuerdo al volumen de gas proporcionado, los dispositivos de suministro de oxígeno suplementario se encuentran divididos en:

1. Sistemas de alto flujo 2. Sistemas de bajo flujo.

Requisitos para la administración

Sistemas de alto flujo Suministran un volumen de gas mayor de 40 L/min, lo

cual es suficiente para proporcionar la totalidad del gas inspirado, es decir, que el paciente solamente respira el gas suministrado por el dispositivo.

Estos dispositivos utilizan un tubo corrugado y un nebulizador con un sistema Venturi que por principio de Bernoulli, el flujo de oxígeno succiona aire del medio ambiente brindando una mezcla de aire.

Dependiendo de la marca, la FiO2 suministrada al paciente puede ser desde 24% al 50%.

Los sistemas de alto flujo se dividen en:

1. Sistemas cerrados. a. Casco cefálico e incubadora. Son los

dispositivos más representativos, en estos la mayor concentración de O2 tiende a acumularse en las partes bajas.

b. Bolsa-válvula-mascarilla de reanimación (AMBU). Tiene la capacidad de brindar FiO2 al 100% ya que su diseño integra bolsa reservorio y válvulas unidireccionales.

2. Sistemas abiertos. En estos existe la posibilidad de mezcla adicional con el aire del medio ambiente.

a. Pieza en T o collarín de traqueostomía

b. Tienda facial. Garantiza que el suministro de la mezcla de gas no se separe de la vía aérea superior del paciente.

Sistemas de bajo flujo

Proporcionan menos de 40L/min de gas, por lo que no proporciona la totalidad del gas inspirado y parte del volumen inspirado es tomado del medio ambiente. Todos estos dispositivos utilizan un borboteador que funciona como reservorio de agua para humidificar el oxígeno inspirado.

Los sistemas de bajo flujo se dividen en:

1. Puntas nasales. Es el método más sencillo y cómodo para la administración de oxígeno a baja concentración en la mayoría de los pacientes.

2. Máscara simple de oxígeno. Es un dispositivo sencillo para administrar concentraciones medianas de oxígeno (FiO2 40 a 60%) durante el traslado o en situaciones de urgencia.

• 3. Máscara de oxígeno con reservorio. Es un dispositivo sencillo para administrar altas concentraciones oxígeno (FiO2 40 a 100%) durante el traslado o en situaciones de urgencia.

Ventilación mecánica

Es una estrategia terapéutica que consiste en remplazar o asistir mecánicamente la ventilación pulmonar espontánea cuando ésta es inexistente o ineficaz para la vida. Para llevar a cabo la ventilación mecánica se puede recurrir o bien a una máquina (ventilador mecánico) o bien a una persona bombeando el aire manualmente mediante la compresión de una bolsa o fuelle de aire (AMBU).

Se llama ventilación pulmonar al intercambio de gases entre los pulmones y la atmósfera. Tiene como fin permitir la oxigenación de la sangre (captación de oxígeno) y la eliminación de dióxido de carbono.

En la ventilación espontánea, durante la inspiración, un individuo genera presiones intratorácicas negativas al aumentar el volumen torácico gracias a la musculatura respiratoria (principalmente el diafragma). La presión en el interior del tórax se hace menor que la atmosférica, generando así un gradiente de presiones que provoca la entrada de aire a los pulmones para equilibrar esa diferencia. La espiración (salida de aire) normalmente es un proceso pasivo.

Ventilación pulmonar

Durante la ventilación espontánea se introduce y expulsa un volumen regular de aire llamado volumen tidal, de aproximadamente ½ litro, a una frecuencia respiratoria determinada (12 – 20 respiraciones por minuto).

Los ventiladores mecánicos son máquinas que toman aire y oxígeno de fuentes presurizadas y los acondicionan, regulan la presión y el volumen del aire insuflado; y miden la presión y el volumen del aire exhalado en espiración

Ventiladores de presión

• Presión negativa extratorácica. El paciente es introducido en una caja hermética (pulmón de acero) dentro del cual se produce presión negativa mediante succión. Cayo en desuso debido a que provocaba shock de tanque, causado por la retención en el abdomen de la sangre de retorno debido a la presión negativa transmitida a esta cavidad.

• Presión positiva intrapulmonar

Ventiladores de Presión positiva

El sistema de ventilación de presión positiva se basa en la presurización de un volumen de aire hasta presiones superiores a la atmosférica, esto hace que el aire entre hacia los pulmones, donde la presión es menor. La espiración es un proceso totalmente pasivo, que se da gracias a la elasticidad pulmonar.

La ventilación mecánica actual se hace con presión positiva, la presión negativa sólo se usa en contadas ocasiones.

El aire se puede hacer llegar a los pulmones de diversas maneras.

Podemos distinguir entre:

• Ventilación invasiva, en la se introduce un tubo en la tráquea del paciente (tubo endotraqueal) que se sella mediante un balón inflado con aire (neumotaponamiento). El tubo se puede introducir a través de la boca (intubación orotraqueal), a través de la nariz (nasotraqueal) o mediante una traqueotomía.

• Ventilación no invasiva, en la que se emplean mascarillas externas para insuflar el aire.

Clasificación de ventiladores

1. De acuerdo con la generación de fuerza o presión inspiratoria. Antes descritos.

2. De acuerdo con el mecanismo cíclico.3. De acuerdo con la fuente de poder.

De acuerdo con el mecanismo cíclico:

Ciclo del ventilador. Corresponde a la fase inspiratoria de un ciclo respiratorio normal.

Cuando el ventilador cicla, se produce la inspiración, y cuando deja de ciclar termina ésta y comienza la espiración.

Este mecanismo cíclico está determinado por cuatro variables: volumen, presión, tiempo y flujo.

Entonces pueden considerarse:

1. Ventiladores ciclados por volumen.2. Ventiladores ciclados por presión.3. Ventiladores ciclados por tiempo.4. Ventiladores ciclados por flujo.

Ventiladores ciclados por volumen

La variable será el volumen corriente (Vt: volumen tidal), con valor de 5 a 7 ml por kg de peso corporal.

Una vez calculado y fijado el Vt, el ventilador cicla hasta alcanzarlo, lo cual determina el fin de la fase inspiratoria y el inicio de la espiratoria, después el ciclo se repite tantas veces como haya sido programado en el control de FR.

Ventiladores ciclados por presión

La variable de manejo mas importante es la presión inspiratoria.

Una presión negativa en la onda de presión de la vía aérea indica que el paciente está pidiendo aire. Si este esfuerzo alcanza el valor fijado, se dispara la inspiración.

Ventiladores ciclados por tiempo

Este tipo de ventiladores mediante mecanismo electrónicos o de relojería, establecen un tiempo inspiratorio (TI) y un tiempo espiratorio (TE) fijos, pero modificables a juicio del clínico.

Su principal ventaja se relaciona con el establecimiento de una relación I:E constante y conocida.

Ventiladores ciclados por flujo

Utilizados principalmente en neonatos. La inspiración termina cuando el flujo inspiratorio disminuye por debajo de un nivel predeterminado.

De acuerdo al a fuente de poder:1. Neumáticos a. Circuito simple b. Circuito doble2. Eléctricos a. Ventiladores de pistón b. Ventiladores de fuelle.3. Resistencia interna variable a. Alta b. Media c. Baja

Ventiladores neumáticos

Requieren una o varias fuentes de gases comprimidos a una presión media de 50 psi.

Circuito simple. Utilizan un solo volumen de gas presurizado como fuente de alimentación y éste a la vez es el entregado al paciente.

Circuito doble. Utilizan dos volúmenes de gas. Uno como fuente de alimentación, que sirve para comprimir un segundo volumen que es el que se entrega al paciente.

Ventiladores eléctricos

Utilizan como fuente de poder la energía eléctrica común (120V-60Hz), por lo cual la única precaución deberá ser el tener una planta eléctrica automática para suplir un corte en el fluido normal. Muchos ventiladores modernos traen incorporado un compresor que toma aire del medio ambiente para realizar la mezcla con la fuente de O2.

Los ventiladores de pistón funcionan mediante un movimiento rotatorio producido por un motor eléctrico incluido en el cuerpo del ventilador, que hace que un pistón comprima el volumen de gas y lo desplaza hacia los circuitos del ventilador y de éstos al paciente.

Los ventiladores de fuelle poseen un revestimiento plegable en su interior, el cual contiene el gas que se entrega al paciente en el momento en que se comprime sobre sí mismo.

Resistencia interna variable Es la habilidad del mecanismo de impulso del

ventilador para mantener el patrón de flujo programado, a pesar de su presión retrógrada.

Modos de ventilación

• Ventilación controlada (CMV). Cuando el ventilador asume el comando de la actividad ventilatoria del paciente sin ninguna intervención de éste. Control 100%.

• Ventilación asistida. El ventilador cicla en respuesta a un esfuerzo inspiratorio programable (sensibilidad: control del esfuerzo inspiratorio del paciente).

• Ventilación Asistida-Controlada. Combinación de los dos modos anteriores. Cuando el paciente no realice ningún esfuerzo inspiratorio el ventilador toma el control y entrega un ciclo ventilatorio.

• Ventilación Mandatoria Intermitente (IMV). Combina ciclos automáticos del ventilador (ciclos controlados o mandatorios), con ciclos espontáneos del paciente.

IMV Sincronizada o ventilación intermitente por demanda SIMV o IDV. Sincroniza el ciclo del ventilador con el esfuerzo inspiratorio del paciente.

Ventilación regulada por la ventilación minuto (MMV). El ventilador se programa en un V constante y la frecuencia de los ciclos aumentará en caso de que la suma total de volumen espirado en ciclos espontáneos y ciclos automáticos sea inferior a V programado. En caso contrario la frecuencia de ciclos controlados disminuirá.

Partes de un ventilador

Posterior

Panel de programación

Alarmas

Circuito del paciente

Preparación del ventilador

Programación Básica

Algunos ventiladores Comerciales

Primera generación: años 60´s

Puritan Benett PR2

Segunda generación: Años 70´s

Tercera generación: años 80´s.

Cuarta generación: años 90´s al 2005:

Quinta generación: 2005 hasta hoy.

Ventiladores de anestesia

• Los sistemas encargados de proporcionar ventilación artificial durante la anestesia general son principalmente de dos tipos, que corresponden a dos concepciones muy diferentes entre sí.

Primer tipo

El ventilador es un elemento integrado en una máquina, mesa o aparato de anestesia, dotada de un circuito circular que permite la reinhalación de los gases espirados.

En su versión actual, estas máquinas de anestesia se conciben como estaciones de trabajo (workstations) constituidas, por un conjunto de módulos o “unidades que realizan un trabajo específico dentro de la función global de la estación de trabajo”

Los módulos característicos de estas estaciones de trabajo son:

• El de suministro de gases.• El de suministro de vapores anestésicos.• Los sistemas de conducción de gases.• El módulo de eliminación de gases anestésicos.• El de monitorización, el de alarmas y protección.• Y el propio ventilador anestésico

Segundo tipo La “máquina de anestesia” es, en sí misma, el

propio ventilador, que presenta un circuito no circular y es “habilitado” como ventilador anestésico mediante la adaptación de los sistemas de administración de vapores anestésicos y de óxido nitroso.

Modelos comerciales de ventiladores anestésicos

• Ergotronic VT/3 (Temel, S.A.) y los Servoventilator 900 C y D (Siemens Elema).

Cámara con diafragma

Concertina

Tercer tipo• El sistema de anestesia permite utilizar tanto

circuitos circulares como no circulares sin cambiar el ventilador (entre ellos se encuentran los ventiladores Servoventilator 710™ y 985™ [Siemens], el CAR 7710™ [Ohmeda], el ABT™ [Kontron], y el Soxitronic™

[Datex-Engstrom]).

Función primordial del ventilador anestésico

La insuflación intermitente de una mezcla gaseosa en las vías aéreas del paciente, mediante la generación de un gradiente de presión positivo.

Va a depender del tipo de mecanismo o sistema generador de

presión que incorpora

Sistema generador de presión

En los ventiladores anestésicos, este sistema se caracteriza por presentar un elemento central que, a modo de cámara, cumple una doble función:

a) recoge, durante la fase espiratoria, los gases frescos y, en su caso, los gases espirados dando lugar a la mezcla que será insuflada en el ciclo siguiente.

b) sirve, durante la fase inspiratoria, de cámara de “presurización” de esta mezcla gaseosa.

Las formas que adopta esta cámara colectora son, principalmente, cuatro: balón, concertina, cilindro con pistón y cámara con diafragma.

Clasificación de los ventiladores de anestesia

• Ventiladores integrados en sistemas con circuito no circular. Son los sistemas anestésicos que no permiten la reinhalación de una parte o de la totalidad de los gases espirados . Están en detrimento.

• Ventiladores integrados en sistemas con circuito circular. Son los sistemas anestésicos que permiten la reinhalación de una parte o de la totalidad de los gases espirados .

Ventiladores integrados en sistemas con circuito circular

En función del diseño utilizado para generar la fuerza motriz impulsora de la insuflación, los ventiladores propios de estos sistemas anestésicos se dividen en dos grandes grupos:

a) ventiladores con doble circuito neumático. b) los ventiladores con circuito único.

Ventiladores con doble ckto. Neumático:

En estos sistemas, también denominados compresores neumáticos de balón o de concertina, la fuente motriz de la insuflación es siempre de carácter neumático. Están formados por dos circuitos:

a) el circuito secundario, cuya luz se halla en contacto con la vía aérea del paciente, y que está constituido por:

- la cámara colectora (habitualmente una concertina o fuelle)

- el absorbedor de CO2 (cal sodada), - los tubos del circuito del paciente - la pieza en “Y” - las válvulas - los conectores correspondientes.

• b) el circuito primario (o circuito motor), constituido principalmente por un recipiente rígido, y, a menudo, transparente, dentro del cual queda incluida la cámara colectora. Durante la insuflación, la presión en este recipiente aumenta rápidamente debido a la “inyección”, en su interior, de un gas altamente presurizado, llamado gas motor (driving gas).

Flujo de gas fresco

La cámara colectora es, así, comprimida, lo que genera la presión positiva necesaria para insuflar la mezcla gaseosa, recogida en su interior, hacia las vías aéreas del paciente.

El gas motor puede ser, según los casos, oxígeno, aire medicinal o aire ambiente aspirado mediante un “sistema de Venturi.

Ventiladores de circuito circular con circuito único

• En este tipo de ventiladores sólo hay un circuito: el secundario o del paciente. La cámara colectora, que puede ser una concertina o un cilindro con pistón o un cilindro con pistón, es accionada directamente por un motor eléctrico o neumático.

Estos sistemas aportan un balón reservorio con una válvula de escape del gas excedente y una válvula de aislamiento para evitar el paso de la mezcla gaseosa al balón reservorio durante la insuflación, además de una válvula independiente de admisión de aire ambiente.