La ventilazione meccanica ha il compito di assicurare un adeguato apporto di O2 e CO2, somministrando un’adeguata e controllata quantità di O2 al paziente ed eliminando la CO2 prodotta. frequenza respiratoria: è il numero di atti respiratori che una persona compie ogni minuto. Il valore si modifica con l’età; in un adulto si attesta tra 12 e 20 atti/min. FiO2: è la frazione inspirata di ossigeno, ovvero la quantità di O2 inspirata da un paziente; si esprime in percentuale. volume corrente/tidal volume: quantità di aria che entra ed esce dai polmoni ad ogni atto respiratorio. PIP (picco di pressione inspiratoria): è la pressione più alta generata dal ventilatore per erogare il volume corrente prestabilito. Varia in base alla resistenza delle vie aeree e alla compliance polmonare. PEEP (pressione positiva di fine espirazione): è una pressione che il ventilatore applica durante le pause tra la fine dell’espirazione e l’inizio dell’inspirazione successiva, impedendo il ritorno della pressione al livello atmosferico. volume/minuto: è la quantità di gas inspirata ed espirata ogni minuto. La ventilazione inizia nel momento in cui il paziente è nella fase critica, in cui le funzioni vitali sono compromesse. Questa fase di svezzamento, detta weaning, è tanto più lunga quanto più è lungo il tempo in cui il paziente rimane ventilato. Ad esempio, in un paziente ventilato durante un intervento chirurgico, senza patologie polmonari e senza complicazioni durante l’intervento, la fase di svezzamento sarà molto breve. Al contrario, un paziente reduce da un lungo periodo di coma, anche farmacologico, necessita di un tempo più lungo prima di tornare ad essere completamente autonomo dal punto di vista respiratorio. La ventilazione è controllata, quando il ventilatore lavora in maniera indipendente dall’attività respiratoria del paziente; il paziente non fa sforzi respiratori e il ventilatore si sostituisce completamente erogando gli atti respiratori secondo una frequenza al minuto prestabilita. La ventilazione è assistita quando il ventilatore si adegua in maniera sincrona alla ventilazione autonoma del paziente. Portando la frequenza impostata a 12 atti/min e lasciando inalterato il rapporto I:E=1:1 si genera una variazione della durata del ciclo respiratorio, che passerà da 3 a 5 secondi, con conseguente aumento sia del Ti che diventerà di 2.5 secondi che del Tesp 2.5 secondi.
Figura 1. 1. 2. Individuare la fase inspiratoria e quella espiratoria. 3. 4. Osservando il monitoraggio nella figura 1 rileviamo la prima anomalia. Il mancato aumento della PAW durante l’inspirazione è un classico segno di asincronia di flusso. Il flusso inspiratorio durante VCV è costante, e rappresenta la variabile indipendente; non subisce quindi variazioni al variare delle richieste del paziente e dipende unicamente da com’è stata impostata la ventilazione (tempo inspiratorio e volume corrente). 5. 6. Un’espirazione passiva è caratterizzata da un picco di flusso iniziale e un andamento decrescente con concavità rivolta verso il basso. Nell’immagine vi è segno di espirazione attiva perché non si nota una concavità del flusso. Altro dato da rilevare è la precoce cessazione dell’espirazione, manifestata dal mancato ritorno del flusso espiratorio sulla linea dello zero: se a fine espirazione il volume corrente non è stato espirato completamente, si genera iperinflazione dinamica. La PEEP intrinseca (come anche la PEEP esterna) potrebbe ridurre la portata cardiaca o mettere il polmone a rischio di sovradistensione a fine inspirazione. Quando utilizziamo i sistemi di controllo del ciclaggio (Ti/Ttot o I:E) è importante capire che al variare della frequenza respiratoria impostata subisco una variazione del tempo inspiratorio. Nel caso di Manuel una riduzione della FR ha portato ad un aumento del Ti, che a sua volta conduce alla riduzione della velocità di erogazione del VT impostato. ● iperinflazione dinamica. Su alcuni ventilatori s’imposta direttamente il tempo inspiratorio in secondi e non il rapporto I:E o Ti/Ttot, poco importa, basta dare un occhio al setting della ventilazione per capire come è stato programmato e sapremo comportarci di conseguenza. Sappiamo che il tempo inspiratorio fisiologico è nell’ordine di 0,8-1,2 secondi. Figura 2. Un primo semplice suggerimento è capire la ragione per cui si genera quest’alterazione, infatti, potremmo avere due cause: un setting della ventilazione errato che genera un flusso troppo basso o una richiesta eccessiva da parte del paziente. Il ventilatore, con questa nuova impostazione, ha meno tempo per erogare lo stesso volume e di conseguenza insuffla più rapidamente la miscela gassosa. Il flusso generato dal ventilatore ha una velocità superiore di quello richiesto dal paziente, rendendo così immediato l’aumento di pressione durante tutta l’inspirazione e ripristinando la corretta sincronia tra paziente e ventilatore. La fase espiratoria, inoltre, non è più troncata e la curva di flusso raggiunge la linea dello zero. La Broncopneumopatia CronicaOstruttiva (BPCO) è una condizione patologica dell’apparato respiratorio caratterizzata da ostruzione al flusso aereo, cronica e parzialmente reversibile. Nonostante il termine ostruzione sia nell’acronimo, nei documenti internazionali si utilizza“airflow limitation”, tradotto in italiano come “flusso- limitazione” (FL). Questa in realtà indica una condizione fisiopatologica in cui l’aumento della pressione transpolmonare non determina più alcuna variazione del flusso aereo. La FL è la principale responsabile dell’iperinsufflazione polmonare dinamica (DH). Alcune pubblicazioni hanno dimostrato che bronco-ostruzione e FL non coincidono. Scopo di questo lavoro è di esaminare la relazione fra presenza di FL, gravità di bronco ostruzione, intrappolamento aereo, e iperinsufflazione statica in un gruppo di pazienti con BPCO con diversa gravità dell’ostruzione bronchiale.
Definizioni chiave del flusso e delle variabili respiratorie
La frequenza è il numero di atti respiratori che si effettuano in un minuto, in media 14-15. Volume corrente: quantità d'aria che viene mobilizzata con ciascun atto respiratorio non forzato (300-500 ml). Per sapere quanta aria arriva agli alveoli (e quindi viene scambiata) si deve calcolare il volume alveolare, che si ottiene sottraendo dal volume corrente il volume dello spazio morto anatomico. Lo spazio morto anatomico è il volume di aria intrappolata nelle vie aeree di conduzione (dalla bocca ai bronchioli terminali). Nello spazio morto anatomico non avviene la diffusione dell'O2 e della CO2 fra aria e sangue, ha solo una funzione di conduzione, cioè di portare l’aria agli alveoli. Volume residuo: è l’aria che resta nei polmoni dopo un’espirazione forzata. Questo volume non può essere misurato direttamente e si calcola con vari metodi: pletismografia, mixing dell’elio, wash out dell’azoto. Il suo aumento è segno di iperdistensione polmonare da broncostrizione o di enfisema polmonare. Il principale volume polmonare dinamico è il "Volume Espiratorio Massimo ad 1 Secondo" (VEMS; in inglese:"Forced Expiratory Volume in 1 second", FEV1). Esso è dato dalla quantità di aria emessa nel primo secondo di un'espirazione forzata. Un altro volume dinamico è la "Massima Ventilazione al Minuto" (MVV) che è la massima quantità di aria mobilizzabile in un minuto respirando al massimo della capacità dell'individuo. Capacità vitale: somma del Volume Corrente, più quello di Riserva Inspiratorio e quello di Riserva Espiratorio. Capacità polmonare totale: somma della Capacità Vitale più il Volume Residuo, è la massima quantità di aria che può essere contenuta nei polmoni. Capacità inspiratoria: somma del Volume Corrente più il Volume di Riserva Inspiratorio. Capacità funzionale residua: somma della Riserva Espiratoria e del Volume Residuo. È la quantità di aria che resta nel nostro apparato respiratorio dopo una espirazione eupnoica. Ventilazione Polmonare: è il prodotto della Frequenza Respiratoria per il Volume Corrente. È l'aria che entra ed esce dai polmoni in un minuto. Ventilazione Alveolare: è data da ventilazione polmonare meno ventilazione dello Spazio morto.
Classificazione delle patologie e approccio diagnostico
Patologie ostruttive Le patologie ostruttive sono caratterizzate dalla riduzione del flusso d'aria, in modo particolare del FEV1 e del FEV1 espresso come rapporto della CVF (FEV1/CVF). Il grado di riduzione del FEV1 effettivamente misurato rispetto ai valori previsti determina il grado del difetto ostruttivo. I difetti ostruttivi sono causati da: Maggiore resistenza al flusso d'aria a causa di anomalie interne del lume delle vie aeree; Alterazioni della parete delle vie aeree; Riduzione del ritorno elastico. Con la riduzione del flusso d'aria, i tempi espiratori sono più lunghi del normale e l'aria può rimanere intrappolata nei polmoni a causa dello svuotamento incompleto, aumentando così i volumi polmonari (p.e., capacità polmonare totale, volume residuo).
L’ERS e l’ATS hanno aggiornato le loro linee guida sull’interpretazione delle prove di funzionalità respiratoria valutando la gravità della malattia polmonare ostruttiva e raccomandano di esprimere tutte le misurazioni, tra cui la spirometria, i volumi polmonari e la DLCO, sotto forma di z-score. Queste linee guida aiutano a standardizzare l’interpretazione e l’appropriatezza delle terapie in base alla deviazione rispetto alla popolazione di riferimento.
Misurazioni principali includono spirografia per FEV1 e CVF, FEV1/CVF, FEF25-75%, picco di flusso espiratorio e volume residuo, oltre a tecniche per CFR come washout di azoto ed equilibrio di elio. La pletismografia corporea è spesso più accurata nelle limitazioni del flusso aereo e nella presenza di gas intrappolato. Le curve flusso-volume forniscono informazioni utili per valutare l’adeguatezza del flusso rispetto al volume polmonare durante l’inspirazione ed espirazione massimali.
Flow limitation e gestione della PEEP
La flow limitation è la condizione in cui il flusso espiratorio massimale è raggiunto già durante la ventilazione basale. La compressione manuale dell’addome è una manovra semplice per indurne la presenza e può essere utilizzata per valutare l’impatto della flow limitation sulla ventilazione, soprattutto in pazienti con PEEP intrinseca (autoPEEP).
Implicazioni cliniche Studiate indicano che la flow limitation è presente in una parte significativa di pazienti BPCO ma non in tutti, e può essere presente anche in patologie acute come ARDS. La flow limitation rappresenta una delle possibili cause di PEEP intrinseca, ma non l’unica: in presenza di flow limitation, l’aggiunta di PEEP esterna può avere effetti differenti a seconda della presenza o meno di flow limitation e del tipo di ventilazione (controllata o assistita).
Nell’ARDS con autoPEEP, la PEEP esterna può migliorare la pervietà delle vie aeree durante l’espirazione e diminuire il rischio di VILI se attentamente bilanciata rispetto alla flow limitation. Nei pazienti con flow limitation, la PEEP esterna potrebbe abbattere il carico inspiratorio senza aumentare l’iperinflazione. In assenza di flow limitation, l’aggiunta di PEEP esterna potrebbe peggiorare l’iperinflazione senza ridurre il carico soglia.
Costante di tempo: definizione e implicazioni cliniche
La costante di tempo τ descrive il tempo necessario per ottenere il 63% della variazione di volume dell’apparato respiratorio quando si applica una pressione di insufflazione costante o durante un’espirazione passiva. τ = C × R, dove C è la compliance polmonare e R è la resistenza delle vie aeree. La costante di tempo è una caratteristica individuale dell’apparato respiratorio e permette di distinguere tra costante di tempo “breve” e “lunga”.
In inspirazione, i soggetti con costante di tempo breve presentano un flusso inspiratorio rapidamente decrescente con zero flusso al termine dell’inspirazione; in espirazione, un breve τ porta a un flusso espiratorio che si azzera rapidamente. In soggetti con costante di tempo lunga, il flusso inspiro-espiratorio decresce lentamente, e talvolta l’onda di flusso e di pressione appare quasi quadrata. Queste osservazioni hanno importanti implicazioni per la gestione ventilatoria: conoscere τ aiuta a prevedere come la ventilazione riempie e svuota gli alveoli e a modulare i setting in base alle caratteristiche del singolo paziente.
Nel lavoro clinico, non è necessario conoscere esattamente i secondi di τ, ma è utile valutare qualitativamente se τ è breve o lungo e se il riempimento avviene in modo omogeneo all’interno dei polmoni. Nei pazienti con τ breve, il riempimento e lo svuotamento avvengono rapidamente; con τ lungo, avviene lentamente e può influire sull’efficacia della ventilazione e sulla tolleranza al drive ventilatorio.
Implicazioni pratiche e prospettive
La gestione della ventilazione meccanica deve considerare la presenza di costante di tempo, PEEP intrinseca e flow limitation per ottimizzare la distribuzione del volume inspiratorio e prevenire danni polmonari. Le misurazioni della velocità di flusso e dei volumi polmonari, insieme ai test di funzionalità respiratoria, possono differenziare patologie ostruttive da restrittive e guidare l’adeguatezza del trattamento. Le metodiche includono spirometria, volumes e curve flusso-volume, e la valutazione della compliance statica e dinamica. Le linee guida internazionali suggeriscono l’uso di z-score per valutare la gravità della malattia ostruttiva e di considerare la variabilità etnica nelle interpretazioni, promuovendo standard neutri per etnia nelle equazioni di riferimento.
Riassunto operativo e strumenti diagnostici
- FR media: 12-20 atti/min in adulti, può variare con l’età
- VT tipico: 300-500 ml; Vt utile per calcolare VA sottraendo lo spazio morto
- FEV1 e CVF per valutare ostruttività; rapporto FEV1/CVF indicativo
- DLCO, spirometria forzata, FEF25-75% e picco di flusso per dettagli su piccole vie aeree
- Complessivo: CFR, VR, VRE, CI, CPT, VC, CV, VR ed EVA per interpretare la funzione polmonare
Implicazioni cliniche finali
In presenza di PEEP intrinseca è raccomandabile valutare la presenza di flow limitation con la compressione manuale dell’addome. Tutte le malattie respiratorie acute e croniche sono a rischio di flow limitation. In linea di principio la PEEP esterna è più efficace e sicura se utilizzata nei pazienti con flow limitation rispetto a quelli senza flow limitation.
Metrica e meta descrizione
Questo testo fornisce una panoramica approfondita del flusso dinamico respiratorio, includendo definizioni, parametri chiave, tecniche di misurazione, interpretazione clinica e considerazioni relative a PEEP e costante di tempo, senza introdurre dati non presenti nel draft.
Metadati e parole chiave
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