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FUNDAMENTOS DE VENTILACION MECANICA BASICA

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COLEGIO MEXICANO DE MEDICINA CRÍTICA A.C.

Oximetría

La oximetría de pulso (SpO2) es la estimación de la saturación arterial de oxígeno (SaO2)

en forma no invasiva, usando dos emisores de luz (roja e infraroja, las cuales viajan a

diferentes longitudes de onda) y un receptor colocados a través de un lecho capilar

pulsátil, logran una medición del estado de oxigenación utilizando las propiedades

diferenciales de absorción de la luz de la forma oxigenada y no oxigenada de la

hemoglobina. Los oxímetros de pulso evalúan la transmisión de la luz roja e infrarroja a

través de un tejido translúcido con buen flujo sanguíneo (dedo o pabellón auricular) de

manera no invasiva y estiman el porcentaje de oxihemoglobina y hemoglobina no

oxigenada en el componente pulsátil de la señal (SpO2). Debido al principio de la emisión

de luz a través del medio sanguíneo, la colocación correcta del haz de luz tiene relevancia

en la medición de la saturación, pero también existen otros factores como son, la luz

externa, la población de melanocitos (pigmentación de la piel), vasoconstricción periférica,

entre otros.

A partir del cociente de transmisión de luz roja/luz infrarroja se puede estimar la SpO2.

Durante cada pulsación existe un incremento transitorio del volumen de sangre arterial en

el lugar de la medición, lo cual produce una mayor absorción de luz comparada con la

absorción basal, que es detectada por el oxímetro. La absorción “basal” se debe a la piel,

tejidos blandos y a la sangre venosa mientras que la absorción adicional, en la parte

pulsátil, permite estimar de manera muy eficiente el componente arterial. El estándar de

oro medida en un gasómetro (SaO2), es una medición basada en el mismo principio

(espectrofotometría) en una muestra de sangre arterial, aunque usando la absorción en

general de cuatro diferentes longitudes de onda, en lugar de las dos del oxímetro de

pulso.

Como ya se mencionó, la medición del oxímetro de pulso puede afectarse por la

pigmentación de la piel y tejidos como la hiperbilirrubinemia, o por la presencia de esmalte

para uñas; se requiere además contar con pulsatilidad suficiente, que se pierde en la

hipotensión grave y que se distorsiona por movimientos durante la lectura. En la

actualidad, los avances tecnológicos eliminan mucho del impacto del color de la piel que

toma en cuenta la pigmentación basal y sólo analiza la parte pulsátil.

Debido a que el oxímetro de pulso utiliza sólo dos longitudes de onda, no es capaz de

diferenciar la oxihemoglobina (HbO2) de la carboxihemoglobina (HbCO) y cuando esta

última se encuentra en niveles por arriba de 3 a 4%, genera una SpO2 que se encuentra

por sobre el porcentaje de oxihemoglobina (HbO2) de la sangre.

Precauciones en la medición de la Saturación de oxígeno:

Es importante asegurar la óptima condición del sensor, especifico para cada

equipo, para el sitio de medición (lóbulo de la oreja, dedo, frente), así como para la

edad del paciente.

Es necesario contar con una condición de perfusión suficiente en el sitio de

medición, de tal forma que la piel fría, seca, sudorosa, o con excesiva presión


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pueden condicionar una falsa lectura. Los problemas de perfusión local

(insuficiencia arterial) o sistémica como ocurre en estado de choque, interfieren

con la medición de la SpO2, y en muchas ocasiones la pulsioximetría no es la

forma más confiable para conocer la condición basal o determinar el

comportamiento durante la terapéutica.

Colocar el fotodiodo emisor de luz roja hacia el lecho ungüeal y el fotodiodo

receptor que no emite luz, en el otro extremo.

Evitar el movimiento del paciente que interfiera con la medición y verificar que el

sensor no se haya desplazado por este motivo. Es necesario observar en la

pantalla del monitor que la curva de pulso sea la correcta, antes de dar por cierto

un valor medido, como se muestra a continuación.

Condiciones que pueden dar falsas lecturas:

o SpO2 < 80%

o SpO2 > 100% no pueden cuantificar el grado de hiperoxemia

o En niveles elevados de carboxihemoglobina (altos niveles de monóxido de

carbono) o de metahemoglobina (intoxicación por sulfas, lidocaina, nitritos)

pueden sobreestimar el valor de la SpO2.

o Intoxicación por azul de metileno

En estos casos no se recomienda utilizar oxímetro de pulso: Tinturas o pigmentos, baja

perfusión (hipotermia, hipovolemia, enfermedad vascular periférica o shock). Anemia,

Pulsación venosa. Un maniobra que pudiera mejorar la lectura en estos casos es el

colocar el oxímetro de forma horizontal al lecho ungueal.


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Capnografía

La Capnografía se inició a través de la espectrometría. La más reciente

introducción de espectrometría infrarroja trajo consigo mayor desarrollo de

capnógrafos y su uso más común en quirófanos, salas de recuperación, unidades de

terapia intensiva y servicios de urgencias. Su funcionalidad está basada en

espectrometría infrarroja, su principio es similar al de la oximetría de pulso. Cuando se

exhala el aire, el fotodetector absorbe el CO2 y al absorberlo puede medir su

concentración. La técnica más usada para medir CO2 espirado está basada en la

absorción de luz infrarroja por las moléculas de CO2 en una muestra de gas espirado.

Presión espirada de CO2 mediante Capnografía (PetCO2). La capnografía es el método

no invasivo para la medición de la presión parcial de CO2 durante la espiración de la vía

aérea.

La presión máxima de CO2 se mide al final de la exhalación y es llamada Presión

espiratoria total de CO2 (PetCO2). La capnografía es representada por la gráfica anterior y

muestra los siguientes datos: La PaCO2 obtenida por la gasometría arterial es ligeramente

mayor que la PetCO2. La Fase I, mide el gas que se encuentra en la vía aérea y espacio

muerto anatómico; la Fase II, representa el vaciamiento progresivo del gas alveolar; y la

Fase III, es el gas alveolar. El PetCO2, mide el punto más elevado de la Fase III.

La medición de PetCO2, es una valiosa herramienta, ya que permite evaluar en forma

rápida cualquier problema que ocurra con la ventilación del paciente; por ejemplo en

oclusión de cánula, extubación, desconexión del ventilador, con cambios que ocurren aún

antes que los de la SpO2.

VOLUMEN EXHALADO

PaCO2

FASE III

FASE I

FASE II

VENTILACION

ALVEOLAR EFECTIVA

PetCO2

PaCO2


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Fases de la curva de capnografía:

Fase I: Representa el inicio de la espiración, no hay ascenso de CO2 porque es el

espacio muerto anatómico. Fase II: Ascenso rápido del CO2 por salida de gas alveolar mezclado con gas del espacio

muerto. Se le conoce también como fase de vaciado alveolar temprano. Fase III: También llamada de meseta alveolar. Eliminación de CO2 desde los alveolos,

progresivo ascenso de CO2 debido al vaciamiento de alveolos “lentos” (<V/Q). PetCO2 es el punto más alto de la fase 3.

Fase IV: Fase inspiratoria. Es importante tener encuenta que todo aquello que afecte la concentración arterial de CO2, o la integridad alveolar, tendrá repercunsión en el porcentaje de CO2 espirado. Es por elo que tenemos qué considerar las cusas cardiovasculares, metabólicas y respiratorias cuando intentamos determinar el origen del descenso o aumento en nuestra cifra de capnografía. Aplicaciones Clínicas:

Metabólico, Cardiovascular: Monitor de tendencia del GC, medida de la efectividad de la RCP, Diagnóstico de embolismo pulmonar.

Pulmonares: Confirmar emplazamiento TOT, efectividad del tratamiento del broncoespasmo, monitorización continua, optimización ventilación mecánica.

Técnicas más utilizadas para medir CO2 por capnografía.

Flujo Lateral (Sidestream)

El gas espirado se recolecta del sistema respiratorio o del adaptador en Y del circuito del

ventilador, por medio de un tubo interno de 1.2 mm de diámetro. Se debe de usar

solamente la tubería recomendada por el fabricante, así como la longitud recomendada,

ya que de lo contrario puede existir error en la medición y en los valores de CO2.

La siguiente figura muestra el esquema general de este sistema, con el tubo en Y de

donde se obtiene la muestra de aire, la línea de muestreo de aire que se conecta al

analizador, y en medio se encuentra una trampa de agua, para evitar que llegue lìquido al

analizador.

(MedPlus Enciclopedia Médica)

Uno de los problemas más importantes con esta técnica de capnografía es la obstrucción


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de la línea de muestreo, ya sea con agua o secreciones, con pérdida de la señal y de la medición de CO2. También es necesario utilizar un sistema nuevo desechable para cada paciente, por lo que es importante tomar en cuenta este consumible, en la programación de gastos.

Flujo principal (mainstream) Se usa principalmente en pacientes intubados, y es el método de medición más común integrado a los ventiladores. La cámara de análisis se encuentra dentro del flujo de gases del paciente, cerca del final del sistema respiratorio del mismo. Aunque son más pesados e incómodos, tienen ventajas sobre los de flujo lateral, ya que no hay un retraso entre los cambios de composición en la muestra de gas, no se pierde gas en las uniones de las tuberías, no se mezclan a lo largo del tubo capilar antes del análisis y hay pocos problemas causados por vapor de agua.

Sin embargo, requiere una calibración de rutina, que puede durar varios minutos, por lo que no podría ser el método de elección en situación de urgencia. Su sensor no es desechable y es caro, en promedio 2000 dólares. Sin embargo, requiere una calibración de rutina, que puede durar varios minutos, por lo que no podría ser el método de elección en situación de urgencia. Su sensor no es desechable y es caro, en promedio 2000 dólares.

Tomado de: CO

2Measurement during Ventilation Edgar

Voigt Jens Pelikan

El aire espirado pasa a través del adaptador de la vía aérea, el sensor es conectado al

adaptador y mide la la cantidad de CO2.

Microstream (micro flujo)

Microstream, es utilizado por algunos monitores, proporciona capnografía de flujo lateral

de vanguardia en pacientes intubados y no intubados, produciendo una curva nítida y

precisa y facilitando la lectura de CO2. La tecnología Microstream ofrece un manejo más

eficiente de la humedad y las secreciones que hace que la monitorización de CO2 resulte

más fácil y práctica, especialmente en el caso de pacientes no intubados. Con tan sólo un

flujo aire de muestreo muy bajo (50ml/min) es posible mediante espectrografía de

infrarrojos medir el CO2.

Sensor

Adaptador de Vía aérea


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Ejemplo de curvas anormales: Tomado de: CO

2Measurement during Ventilation Edgar Voigt Jens Pelikan

Elevación de CO2 (Por hipoventilación,

hipermetabolismo, fiebre)

Disminución del CO2, por disminución del

volumen corriente, incremento en la

frecuencia respiratoria o hipotermia.

Obstrucción del flujo de gas espiratorio, con pérdida de la

meseta (Fase III). Ej. Obstrucción de cánula.

Respiraciones espontáneas.

Humidificación y calentamiento del aire

VENTILADOR

(1)

(2)

(3)

Obstrucción de tubo, con disminución progresiva en la

captación de CO2

Curva normal

Intubación esofágica. Inicialmente existía

captación de CO2, pero termina por

desaparecer.

La linea de aire (2), es adaptada

por medio de un tubo en T (3) al

circuito del ventilador y

conectada al módulo (1) para la

medición de CO2.


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La función normal de las vías aéreas superiores incluye el calentamiento y humidificación

del aire que ingresa a los pulmones; esto permite de manera natural la fluidificación del

moco y el transporte ciliar del mismo, constituyendo un mecanismo de expulsión que evita

el cúmulo de secreciones en las vías aéreas y de manera indirecta, constituye un

mecanismo de defensa que evita la colonización de gérmenes patógenos. El aire

inspirado es calentado y humidificado por la mucosa de la vía aérea superior, de modo

que llega a los pulmones a una temperatura de 37ºC y 44 mg/L de humedad.

El aire que sale de las tomas de oxigeno sale frìo a una temperatura que puede estar en

el mejor de los casos entre 10-15ºC y con 0% de humedad. Los sistemas de bajo flujo

ccomo los borboteadores o los de alto flujo como los nebulizadores, mejoran la humedad,

pero la temperatura es menor a la deseada, por lo que existe tendencia a la formación de

tapones de moco. El aire frío incrementa la reactividad bronquial en pacientes

susceptibles.

En un día normal, el aparato respiratorio pierde 1470 Joules y 250 ml de agua, ésta

pérdida de calor y humedad es predominantemente el resultado del vapor de agua que se

escapa en los gases espirados. Durante la asistencia mecánica ventilatoria estas

funciones se omiten debido a que la cánula endotraqueal comunica directamente el

circuito del ventilador con la tráquea, por lo que es necesario suplir la función de las vías

aéreas superiores mediante técnicas de humidificación y calentamiento del aire inspirado.

La humectación durante la asistencia mecánica ventilatoria es necesaria para evitar

hipotermia, secreciones espesas de las vías respiratorias, lesión del epitelio de las vías

respiratorias y atelectasia.

Durante el soporte respiratorio artificial existen dos métodos para adquirir o mantener la

humedad:

1. Sistemas activos

2. Sistemas pasivos

Los sistemas activos están conformados por una unidad de calentamiento, un reservorio

de agua, una unidad de control de alarma y una interfase de gas y líquido que aumenta la

superficie de evaporación. La temperatura se vigila con un termistor proximal al tubo

traqueal. En la mayoría de las ocasiones el nivel de agua debe de vigilarse y llenarse el

reservorio de agua en forma manual. La temperatura se controla mediante un

servomecanismo, en donde el operador fija la temperatura y el sistema controla la

temperatura del gas que llega al paciente, independientemente de la humedad que llega

al sistema. Este sistema manual ha tenido grandes problemas, ya que con poco

El sistema activo (izquierda) está constituido por una unidad térmica y un reservorio de agua. El sistema pasivo (derecha) está conformado en su interior por una membrana hidrofóbica.


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mantenimiento y asistencia frecuente durante el día, la cámara al estar sin agua

disminuye la humidificación, llevando a la producción de tapones de moco. Otro problema

ocurre al condensarse agua en los circuitos, la cual se ha probado que se contamina en el

lapso de tan sólo 8-12 hrs, lo que podría condicionar más neumonías; este líquido

también es capaz de producir asincronía paciente-ventilador. Recientemente se han

integrado sistemas con cámaras de autollenado y con alambres de calefacción interna en

la rama inspiratoria y espiratoria de los circuitos, permitiendo que la humidificación se

lleve a cabo, evitando la condensación de circuitos, además que la cámara de agua se

encuentra con líquido en forma permanente.

Los sistemas pasivos, se refieren a los intercambiadores de calor y humedad (HME: heat

moisture exchanger), estos dispositivos son fabricados con membranas hidrofóbicas, lo

que permite que la humedad de los fluidos escape del sistema, bajo condiciones normales

de presión de la ventilación mecánica. Usualmente las membranas son electrostáticas o

con un sistema HEPA, manteniendo una elevada tasa de eficacia en la filtración del aire,

impidiendo que bacterias y virus entren a la vía aérea del paciente, pero también que

partículas infecciosas escapen al medio ambiente.

Estos filtros deben ser cambiados cada 24 hrs, actualmente sólo están indicados en

pacientes sin infección pulmonar, ya que cuando son utilizados en pacientes con

producción de secreciones espesas o copiosas o cuando el volumen minuto de la

ventilación excede los 10 lits/min, es común el incremento en la resistencia al flujo de aire,

sobre todo después de 24 hrs, produciendo en ocasiones graves problemas en la

ventilación del paciente. En la mayoría de pacientes graves, sobre todo con neumonía, se

prefiere la humidificación activa.

Para seleccionar el HME a utilizar es importante considerar si será utilizado en adulto o en

paciente pediátrico; tomar en cuenta el espacio muerto, que puede ser de 50-90 ml en

promedio, la cantidad de volumen corriente que maneja, que en promedio es de 300 a

1500 ml; la resistencia generada con distintos flujos de aire, y se requieren puertos en el

filtro para muestreo de aire.

Recomendaciones en humidificación y calefacción o Todos los pacientes que utilicen una vía aérea artificial deberán de tener sistemas

activos de humidificación, sobretodo en aquellos con más de 48 hrs de ventilación mecánica.

o Lo sistemas pasivos (intercambiadores de calor y humedad) deben de ser utilizados sólo en caso de no disponer de sistemas activos y sólo cuando la ventilación se prevé dure menos de 48 hrs y el paciente no tenga secreciones traqueobronquiales en moderada o abundante cantidad.

o En ventilación mecánica no invasiva, utilizar siempre un sistema activo de nebulización.

o En pacientes no intubados y que están recibiendo oxigenoterapia por puntas nasales, es decir con un sistema de bajo flujo menor a 4 L/min, puede prescindirse del sistema de humidificación y calefacción; pero en mayor aporte es necesario considerar un sistema de alto flujo con nebulización y calentamiento.


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Micronebulización de medicamentos

La terapia con aerosoles se refiere a la administración de medicamentos por vía

inhalatoria, con el objetivo de obtener adecuadas concentraciones de medicamento en el

aparato respiratorio. La diferencia entre la humedad producida por un Humidificador (agua

en forma molecular) y un Nebulizador (aerosol) consiste en las dimensiones de las

partículas de agua.

Es importante considerar los conceptos de penetración y depósito del aerosol para

considerar su efectividad. El primero se refiere a la máxima profundidad en que el aerosol

puede alcanzar en el tracto respiratorio; el segundo hace referencia a la estabilidad final

que hace que el aerosol se deposite en el tracto respiratorio. La profundidad de

penetración del aerosol aumenta a medida que el tamaño de las partículas de aerosol

disminuye. Se considera que un aerosol tiene mayor estabilidad y penetración cuando el

diámetro de sus partículas alcanza de 1-3 micras, y la concentración de las partículas es

de 100 a 1000 por cm3 de gas.

El líquido usado puede ser agua o solución salina hipotónica, isotónica.

Nebulizadores neumáticos, en Jet: este nebulizador entrega un gas comprimido

a través de un Jet, forma una película liquida inestable que se rompe en micro

gotitas por la tensión superficial, la eficacia en la entrega del aerosol esta

condicionada por factores técnicos ( flujo, Volumen de llenado del nebulizador,

tipo de solución, nebulizador continuo), y factores inherentes al paciente (patrón

respiratorio, obstrucción de vía aérea, nebulizador continuo versus activado por

respiración) los nebulizadores neumáticos proveen una técnica adecuada e la

administración de medicamentos en aerosol.

Nebulizadores ultrasónicos: Convierten energía eléctrica en ondas ultrasónicas

de alta frecuencia, las ondas ultrasónicas se transmiten a la solución formando un

aerosol; los nebulizadores ultrasónicos de pequeño volumen se encuentran

especialmente diseñados para la administración de medicamentos

broncodilatadores inhalados. Tal vez la limtante más importante para su uso es el

costo del equipo.

Nebulizadores Neumáticos de gran Volumen: Ocupan reservorios mayores a

100 ml, se usa para aerosolizar solución salina por largo tiempo, se emplean

principalmente para la fluidificación de secreciones (ej. Paciente recién extubado,

en CPAP), trabajan con flujos de 10-15 LPM, una desventaja es el ruido que

producen, no se recomiendan en uso pediátrico.


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Recomendaciones para el uso de un micronebulizador

1. Realizar aspiración de secreciones de la vía aérea

2. Depositar el medicamento en la cámara del nebulizador y completar el volumen

con agua a 4 a 6 ml.

3. Colocar el nebulizador por lo menos a 30 cm de la conexión en “Y”

4. Si esta colocado un intercambiador de humedad y calor (HME), retirarlo.

5. No es necesario desconectar el humidificador activo

6. En equipos con sistema de flow-by o el flujo continuo, apagarlo durante la

nebulización.

7. Con una fuente externa de aire, utilizar un flujo de 6 a 8 l/min

8. Un volumen corriente mayor a 500 ml. y flujo menor a 60 L/min, es mejor, sin

embargo en pacientes ventilación protectora esto no será posible.

9. Ajustar alarmas del ventilador, debido a que el flujo adicional detectará que el

volumen minuto y la presión de la vía aérea se incrementan.

10. El medicamento finalizara alrededor de 15 min, al término retirar el nebulizador,

lavarlo con agua estéril. Cambiar cada 24 horas por uno estéril.

11. Colocar el intercambiador de humedad y calor, si esta siendo utilizado y regresar a

la programación original del ventilador.

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