Curvas de ventilación Dr. David Barreto Intensivista Pediatra CMN La Raza - IMSS PRESSURE VOLUME TIEMPO CURVAS DE VENTILACION MECANICA FLOW Graficas lineales • Gráfica flujo - tiempo • Gráfica volumen - tiempo • Gráfica presión - tiempo CURVAS DE VENTILACION MECANICA • Se distinguen tres tipos de gráficas: Graficas Flujo - Tiempo Modalidad Ventilación Controlada por Presión Essentials of Ventilator Graphics Time (sec) ©2000 RespiMedu • En esta gráfica distinguimos en el eje X el tiempo y en el eje Y el flujo. • Es la única gráfica que esta compuesta por dos fases una positiva que incluye la inspiración y otra negativa que es fase de espiración. • Al ser una ventilación espontánea se nota que la fase inspiratorio tiene una forma de curva. CURVAS DE VENTILACION MECANICA Flow (L/min) Spontaneous Breath Mechanical Breath Inspiration Time (sec) Expiration • En el modo controlado el flujo puede tomar tres formas de acuerdo a como el ventilador entrega el flujo: • • • • Cuadrado Acelerado Desacelerado Sinusal • ¿Qué forma tiene la fase inspiratoria de esta gráfica? CURVAS DE VENTILACION MECANICA Flow (L/min) Mechanical Breath Observa la diferencia entre las fases inspiratoria de la curva flujo – tiempo de la respiración mecánica arriba y de la respiración espontánea abajo. Inspiration Time (sec) Flow (L/min) Flow (L/min) Spontaneous Breath Essentials of Ventilator Graphics Time (sec) ©2000 RespiMedu CURVAS DE VENTILACION MECANICA Expiration Flow Patterns ACCELERATING DECELERATING SINE En esta gráfica se observan los diferentes tipos de flujo que existen: • Cuadrado • Desacelerado • Acelerado • Sinusal CURVAS DE VENTILACION MECANICA SQUARE Inspiratory Flow Pattern Peak inspiratory flow rate PIFR Beginning of expiration exhalation valve opens Inspiratory time Flow (L/min) TI Time (sec) Beginning of inspiration exhalation valve closes Expiration Total cycle time Esta gráfica flujo – tiempo muestra datos de la fase inspiratoria (línea roja) CURVAS DE VENTILACION MECANICA Inspiration Expiratory Flow Pattern Beginning of expiration exhalation valve opens Inspiration Time (sec) Duration of expiratory flow Expiration Peak Expiratory Flow Rate PEFR Esta gráfica flujo – tiempo muestra datos de la fase espiratoria (Línea morada) CURVAS DE VENTILACION MECANICA Flow (L/min) Expiratory time TE Variaciones en las gráficas de flujo - tiempo Obstruction vs Active Expiration Time (sec) Flow (L/min) Normal Abnormal Essentials of Ventilator Graphics ©2000 RespiMedu A) En primer plano la fase espiratoria de flujo disminuye en comparación al tiempo pero el tiempo espiratorio se prolonga cuando hay obstrucción de la vía aérea. B) En el segundo ejemplo se observa una respiración activa donde el pico de flujo espiratorio se eleva en comparación a la gráfica previa cuando el paciente estaba sedado y controlado, el tiempo de espiración se acorta (línea morada) CURVAS DE VENTILACION MECANICA Active Expiration Obstruction Response to Bronchodilator After Flow (L/min) Before PEFR Long TE Higher PEFR Essentials of Ventilator Graphics Shorter TE ©2000 RespiMedu A) Recordando la gráfica de obstrucción, en este caso vemos una situación de broncoespasmo donde el pico de flujo espiratorio se acorta y el tiempo en el que se cumple la espiración se prolonga. B) Después del uso de broncodilatador el pico de flujo espiratorio aumenta y el tiempo en el que tarda en espirar el aire inspirado se acorta. CURVAS DE VENTILACION MECANICA Time (sec) Air Trapping Flow (L/min) Inspiration Normal Patient Time (sec) Air Trapping AutoAuto-PEEP Expiration El paciente tiene atrapamiento de aire que puede condicionar auto PEEP, lo sabemos porque la fase espiratoria marcada con la línea morada continua no termina en el 0 de el eje X y antes de que termine la fase espiratoria sobreviene un nuevo ciclo respiratorio. EL tratamiento de esta anormalidad es ajustar el tiempo espiratorio y así evitar el auto PEEP. CURVAS DE VENTILACION MECANICA } • Tiempo espiratorio inadecuado • Frecuencia respiratoria muy alta • Tiempo inspiratorio prolongado • Exhalacion prolongada durante la broncoconstruccion CURVAS DE VENTILACION MECANICA Causas del Auto PEEP Gráficas Volumen - Tiempo Volume vs Time Scalar Inspiratory Tidal Volume Inspiration Expiration TI Time (sec) Esta es una gráfica Volumen vs Tiempo en modo controlado por presión, ya que en este caso el volumen generado es independiente de la presión y por lo tanto llega a un pico máximo representado por el vértice de un triángulo CURVAS DE VENTILACION MECANICA Volume (ml) Volume vs Time Scalar Inspiratory Tidal Volume Inspiration Expiration TI Time (sec) Se distinguen dos fases: A) Fase inspiratoria que inicia en el eje X en el 0 y termina en el vértice del triángulo B) Fase espiratoria que inicia en el vértice superior del triángulo y termina nuevamente en el eje X CURVAS DE VENTILACION MECANICA Volume (ml) Volume (ml) Air Leak Time (sec) Fuga de aire observada en una gráfica Volumen vs Tiempo donde la fase espiratoria no llega al eje de las X. Acción: verificar el sistema completo desde circuito, conexiones, humidificador, etc. CURVAS DE VENTILACION MECANICA Air Leak Volume (ml) Time (sec) Exhalación activa: se observa que la fase inspiratoria termina por debajo del eje X, esta gráfica se presenta cuando el paciente presenta respiraciones espontáneas CURVAS DE VENTILACION MECANICA Active Exhalation Gráficas Presión – Tiempo Spontaneous vs. Mechanical Mechanical Spontaneous Expiration Time (sec) Inspiration A) Se distingue la respiración espontánea caracterizada por la presencia de dos fases, una negativa ocasionada por la presión negativa que realizamos al inspirar y una fase positiva que corresponde a la espiración. B) Durante la ventilación mecánica todo el ciclo es a presión positiva, en este caso es una curva Presión vs Tiempo en modalidad controlada por volumen ya que la curva presenta un pico máximo, en la grafica controlada por presión la figura se ve como una pirámide truncada. CURVAS DE VENTILACION MECANICA Paw (cm H2O) Pressure vs Time Peak Inspiratory Pressure PIP Inspiration Paw (cm H2O) } TI TE PEEP Time (sec) En esta gráfica se identifican la fase inspiratoria con la letra A y la letra CURVAS DE VENTILACION MECANICA Expiration Assisted vs Controlled Assisted Controlled Time (sec) Graficas de ventilación mecánica controlada por presión. Se observa una muesca en la gráfica A que corresponde al esfuerzo respiratorio del paciente con la ventilación asistida, esta muesca negativa esta ausente cuando la ventilación es totalmente controlada, grafica B. CURVAS DE VENTILACION MECANICA Pressure (cmH20) Components of Inflation Pressure 2 Paw (cm H2O) A B Time (sec) Begin Inspiration Begin Expiration En esta gráfica el paciente esta en ventilación controlada por volumen y se le ha otorgado una pausa inspiratoria, se identifican varias secciones que a continuación describiremos CURVAS DE VENTILACION MECANICA 1 1. PIP 2. Pplat/Alveolar Pressure A. Airway Resistance B. Distending Pressure Components of Inflation Pressure 2 Paw (cm H2O) A B Time (sec) Begin Inspiration Begin Expiration Observamos el inicio de la inspiración y progresivamente el aire va entrando al pulmón elevando la presión de la vía aérea hasta que llega a un pico máximo conocida como presión máxima o P máx acotado con el número 1. CURVAS DE VENTILACION MECANICA 1 1. PIP 2. Pplat/Alveolar Pressure A. Airway Resistance B. Distending Pressure Components of Inflation Pressure 2 Paw (cm H2O) A B Time (sec) Begin Inspiration Begin Expiration El área bajo la curva en la sección A corresponde a las resistencias de la vía aérea acotadas como Raw CURVAS DE VENTILACION MECANICA 1 1. PIP 2. Pplat/Alveolar Pressure A. Airway Resistance B. Distending Pressure Components of Inflation Pressure 2 Paw (cm H2O) A B Time (sec) Begin Inspiration Begin Expiration El área bajo la curva en la sección B corresponde a la presión de distensión pulmonar. CURVAS DE VENTILACION MECANICA 1 1. PIP 2. Pplat/Alveolar Pressure A. Airway Resistance B. Distending Pressure Components of Inflation Pressure 2 Paw (cm H2O) A B Time (sec) Begin Inspiration Begin Expiration Las flechas naranjas señalan el tiempo pausa, durante este periodo las válvulas inspiratoria y espiratoria se encuentran cerradas y el aire dentro del pulmón lleva acabo movimientos progresivos hasta que se equilibra la presión y la concentración en todos los alveolos. CURVAS DE VENTILACION MECANICA 1 1. PIP 2. Pplat/Alveolar Pressure A. Airway Resistance B. Distending Pressure Components of Inflation Pressure 2 Paw (cm H2O) A B Time (sec) Begin Inspiration Begin Expiration Este es el punto donde la válvula espiratoria se abre y el aire que se encontraba dentro de los pulmones sale hasta terminar la fase de espiración e iniciar un nuevo ciclo. CURVAS DE VENTILACION MECANICA 1 1. PIP 2. Pplat/Alveolar Pressure A. Airway Resistance B. Distending Pressure PIP vs Pplat PIP Normal High Raw PIP Pplat PIP High Flow Pplat Time (sec) PIP Low CL Pplat CURVAS DE VENTILACION MECANICA Paw (cm H2O) Pplat CURVAS DE VENTILACION MECANICA En esta gráfica de un paciente ventilado por volumen control se observa como progresivamente la presión va aumentando hasta un punto máximo conocido como P máx o PIP (Peak inspiratory presure). CURVAS DE VENTILACION MECANICA Al realizar una pausa inspiratoria la presión dentro del pulmón disminuirá progresivamente hasta formar una meseta en la gráfica y mantenerse constante, esa presión se le conoce como presión plateau o presión meseta y es la presión promedio alveolar cuando el flujo es cero. CURVAS DE VENTILACION MECANICA Justo después del cierre de la válvula inspiratoria cuando se llego a una presión pico la caja torácica efectuará una retracción de todos sus tejidos para descender a un nivel donde la relación volumen/presión se describe como compliance dinámica por el movimiento de retracción de la caja torácica y todos sus tejidos CURVAS DE VENTILACION MECANICA Cuando las válvulas inspiratoria y espiratoria están cerradas, el aire que entro al pulmón se homogeniza y con esto la presión dentro de los alveolos desciende hasta equilibrarse en los alveolos que tengas distintas constantes de tiempo, hasta ejercer una presión que se le conoce como presión plateau o alveolar o meseta. CURVAS DE VENTILACION MECANICA La relación que existe entre el volumen insuflado y la presión producida se le conoce como compliance estática ya que no existe movimiento de aire dentro de los alveolos. CURVAS DE VENTILACION MECANICA En esta gráfica se encuentra un aumento de las resistencias respiratorias y por lo tanto la PIP se eleva mas allá del nivel cotidiano durante el día, es decir si la PIP en Ventilación controlada por volumen durante el día estaba en 25 cmH2O ahora se encuentra en 30 cmH2O como consecuencia de broncoespasmo por ejemplo. CURVAS DE VENTILACION MECANICA En esta ocasión el flujo inspiratorio se encuentra elevado y ocasiona que el tiempo para que alcance la PIP se prolongue, la medida terapéutica es ajustar el flujo inspiratorio. CURVAS DE VENTILACION MECANICA Típica grafica de un paciente con SDRA, donde la PIP es elevada y la Presión plateau o meseta también. La diferencia entre ambas es corta, generalmente menor de 5 cm H2O, por ejemplo este paciente tiene 35 cmH2O de PIP y 32 de Ppt Un pulmón rígido que ha perdido elasticidad generará mas presión por unidad de volumen de aire inspirado y la pérdida de las propiedades elásticas afectara también la Ppt acercándola al nivel de PIP. Lazo (Bucle) Presión - Volumen Type of Breath E E I Assisted Spontaneous Paw (cm H2O) I: Inspiration E: Expiration Essentials of Ventilator Graphics ©2000 RespiMedu Diferencias entre la ventilación controlada donde el lazo A P-V esta inclinado en forma de hoja; en la B se observa una respiración asistida con una forma de “pescado” donde la cola es el esfuerzo de presión negativo que se observa en la ventilación asistida y en la imagen C se observa como sería la relación P-V en una ventilación espontánea. CURVAS DE VENTILACION MECANICA I I Controlled E Pressure-Volume Loop Paw (cm H2O) Essentials of Ventilator Graphics PIP ©2000 RespiMedu A) En este lazo P – V se define la fase espiratoria en el eje del volumen B) La fase inspiratoria en el eje de la presión. C) El vértice superior define a la apertura de la válvula espiratoria. D) El vértice inferior de la gráfica en el cruce de los ejes la apertura de la válvula inspiratoria CURVAS DE VENTILACION MECANICA Volume (mL) mL) In sp ira tio n Ex pir at io n VT PEEP level on P-V Loop Volume (mL) mL) PEEP level Paw (cm H2O) Essentials of Ventilator Graphics PIP ©2000 RespiMedu El nivel de PEEP se observa en el eje de la presión y desplazara hacia la derecha de la gráfica el inicio del lazo P - V CURVAS DE VENTILACION MECANICA VT Punto de inflexión superior: describe el momento en el cual la mayoría del aire inspirado sale de los alveolos. Inflection Points CURVAS DE VENTILACION MECANICA Upper Inflection Point Volume (mL) Lower Inflection Point Essentials of Ventilator Graphics Pressure (cm H2O) ©2000 RespiMedu Punto de inflexión inferior: es el momento en el que se vencen las resistencias del árbol respiratorio y los alveolos se insuflan Work of Breathing A A: Resistive Work B: Elastic Work Pressure (cm H2O) Essentials of Ventilator Graphics ©2000 RespiMedu A) Si dividimos la curva de flujo en dos partes, la integral del área correspondiente a el área inspiratoria corresponderá al trabajo que se requiere para vencer las resistencias del pulmón. B) La integral del área en la fase espiratoria describirá el trabajo elástico del pulmón para tomar su volumen de reposo CURVAS DE VENTILACION MECANICA Volume (ml) B Lung Compliance Changes in the P-V Loop VT Volume Targeted Ventilation Normal Increased Decreased Volume (mL (mL)) PIP levels Essentials of Ventilator Graphics Paw (cm H2O) ©2000 RespiMedu Paciente en ventilación controlada por volumen Tomando como base el lazo P – V de color verde como normal, en el lazo P-V amarillo se representaría un evento en donde la compliance pulmonar aumento mientras que en la curva P-V de color rosa se encuentra cuando la compliance pulmonar disminuyo por ejemplo en el SDRA. CURVAS DE VENTILACION MECANICA COMPLIANCE COMPLIANCE V T levels Increased Normal Decreased Pressure Targeted Ventilation COMPLIANCE COMPLIANCE Volume (mL (mL)) Paw (cm H2O) Essentials of Ventilator Graphics PIP ©2000 RespiMedu Paciente en ventilación controlada por presión Tomando como base el lazo P – V de color verde como normal, en el lazo P-V amarillo se representaría un evento en donde la compliance pulmonar aumento mientras que en la curva P-V de color rosa se encuentra cuando la compliance pulmonar disminuyo por ejemplo en el SDRA. CURVAS DE VENTILACION MECANICA Lung Compliance Changes in the P-V Loop Increased Raw Volume (ml) pe o l S al rm o N pe o l rS e w Lo Pressure (cm H2O) Essentials of Ventilator Graphics ©2000 RespiMedu Ventilación controlada por volumen El aumento de la resistencias respiratorias describe un lazo P-V con una histéresis mas amplia y un desplazamiento hacia el lado derecho del eje de las X (Presión) CURVAS DE VENTILACION MECANICA Higher PTA Overdistension Paw rises with little or no change in VT Pressure (cm H2O) Essentials of Ventilator Graphics ©2000 RespiMedu Ventilación controlada por volumen Cuando el pulmón esta generando mas presión para conseguir el volumen que hemos determinado como fijo, y las propiedades elásticas le limitan para alcanzar dicho volumen se lleva acabo una sobredistensión pulmonar y riesgo de barotrauma. Esto se evidencia con el lazo P-V en forma de pico de cisne. CURVAS DE VENTILACION MECANICA Paw (cm H2O) Inadequate Sensitivity Increased WOB Essentials of Ventilator Graphics Paw (cm H2O) ©2000 RespiMedu Una inadecuada sensibilidad generara un mayor trabajo respiratorio lo que reflejara una gráfica en forma de pescado con la “cola del pescado” mas prolongada hacia el lado negativo del eje X (presión negativa) porque el paciente genera mayor presión negativa para intentar generar la inspiración CURVAS DE VENTILACION MECANICA Volume (mL) mL) Air Leak Air Leak Pressure (cm H2O) Essentials of Ventilator Graphics ©2000 RespiMedu En este lazo P-V se observa que la fase espiratoria no termina en el eje X (presión), debido a una fuga de aire CURVAS DE VENTILACION MECANICA Volume (ml) Lazo (Bucle) Flujo - Volumen Flow-Volume Loop Inspiration 1 4 3 Volume (ml) FRC 2 Expiration Essentials of Ventilator Graphics Se distinguen las siguientes fases: 1. Fase inspiratoria 2. Fase espiratoria 3. Inicio de la espiración 4. Inicio de la inspiración ©2000 RespiMedu CURVAS DE VENTILACION MECANICA Flow (L/min) Air Leak Inspiration Flow (L/min) Air Leak in mL Normal Abnormal Essentials of Ventilator Graphics Expiration ©2000 RespiMedu Esta gráfica también nos ayuda a ver la fuga aérea al terminar la fase espiratoria prematuramente en el eje X sin cerrar el lazo F-V CURVAS DE VENTILACION MECANICA Volume (ml) Air Trapping Inspiration Flow (L/min) Volume (ml) Normal Abnormal Essentials of Ventilator Graphics Expiration ©2000 RespiMedu Atrapamiento aéreo: se refleja en el lazo F – V cuando el ciclo termina en el lado negativo del eje Y (Flujo). CURVAS DE VENTILACION MECANICA No return to baseline Increased Airway Resistance Inspiration Flow (L/min) Normal Abnormal Decreased PEFR Essentials of Ventilator Graphics Expiration ©2000 RespiMedu El aumento de las resistencias reflejara una fase espiratoria mas prolongada hacia el layo negativo del eje de la Y (Flujo), haciendo la porción espiratoria de la gráfica “mas picuda”. CURVAS DE VENTILACION MECANICA Volume (ml) Airway Secretions/ Water in the Circuit Inspiration Flow (L/min) Essentials of Ventilator Graphics Expiration ©2000 RespiMedu “Dientes de sierra”: son clásicos de la presencia de líquido en el sistema respiratorio o en el circuito del ventilador. CURVAS DE VENTILACION MECANICA Volume (ml)