8
Mar
2017
8

Curve da Sballo

La ventilazione non-invasiva è ormai uno degli standard di cura minimo per i pazienti con insufficienza respiratoria acuta e/o cronica, sia essa secondaria a lung o pump failure.

Ho sempre considerato la NIV come una conoscenza necessaria ed indispensabile al pari dell’ecografia, dell’elettrocardiografia e della lettura dell’emogas lungo la strada della mia formazione e della mia indipendenza (reale o mentale che essa sia) in Area di Emergenza e non solo.

L’utilizzo della NIV negli ultimi anni è dilagato, tanto che numerose barriere sono state abbattute e non esistono reparti in cui non si possano trovare pazienti che stiano ventilando.

Guardando alle recenti linee guida della British Thoracic Society sulla gestione dell’insufficienza respiratoria acuta ipercapnica notiamo come l’utilizzo della NIV si sia allargato a dismisura e le uniche controindicazioni assolute all’utilizzo sono rappresentate dai traumi del volto ovvero dall’impossibilità ad applicare la maschera facciale.

Un trial di NIV va tentato anche con controindicazioni relative, secondo le LG, ovviamente in ambiente protetto e con le giuste competenze.

Quello che seguirà è un post poco EBM, non me ne vogliate, basato sui vari corsi NIV che ho seguito, libri, letteratura e la mia esperienza diretta.

Non è qualcosa di completo e vorrebbe essere semplicemente un punto di partenza. Considerateli dei mie quaderni di appunti che vorrei condividere con voi.

Come direbbe Oscar Wilde “Non sparate al pianista, sta cercando di fare il meglio che può”!

Partiremo con l’analisi dei principali parametri impostabili durante ventilazione non invasiva per poi passare all’analisi delle curve del ventilatore attraverso dei mini casi clinici.

Vedremo che applicare una NIV senza monitoraggio delle curve è come somministrare un antiaritmico senza monitoraggio ECGrafico.

 

TRIGGER

I trigger hanno un ruolo fondamentale nella ventilazione meccanica ed in particolare nella Non-invasiva in cui il paziente è cosciente ed il ventilatore deve essere adattato al respiro del paziente (ed entro certi limiti) non il contrario.

I trigger possono essere suddivisi in base alla fase del ciclo respiratorio in cui si attivano (inspiratorio ed espiratorio) e in base alla tipologia (a flusso ed a pressione).

Nella non invasiva i trigger utilizzati sono solitamente a flusso.

Ma cosa significa trigger a flusso?

Semplificando enormemente all’interno del circuito del ventilatore esiste un flusso continuo (base flow o flusso di base) che gira all’infinito.

L’apparecchio è in grado di percepire differenze tra il flusso erogato ed il flusso ricevuto.

Su tali differenze di flusso registrato si basano i trigger a flusso inspiratori ed espiratori.

I trigger a pressione si basano sulle differenze di pressione all’interno del circuito.

TRIGGER INSPIRATORIO

Partiamo da fine espirio, il paziente è in ‘apnea’, il flusso all’interno del circuito è tornato a zero (è uno zero fittizio per quel flusso base) e la pressione all’interno del circuito è scesa a livello della PEEP da noi impostata (senza flusso base la pressione scenderebbe a zero).

L’inizio del ciclo respiratorio da parte del paziente è avvertito dal ventilatore come una riduzione della pressione od un aumento del flusso (tirando flusso a se il paziente riduce la pressione nel circuito ed aumenta l’erogazione da parte dell’apparecchio).

Nel momento in cui queste variazioni incontrano i cut-off del nostro trigger inspiratorio l’apparecchio esegue il ‘ciclaggio’ inspiratorio.

A seconda del ventilatore utilizzato si può impostare il vero e proprio delta di flusso (l/m) oppure una scala di livelli (1-2-3-4 oppure molto/poco sensibile… etc) di durezza sempre maggiore per il paziente (più alto è il delta di flusso più duro è il trigger e più fatica fa il paziente)

Sembrerebbe ovvio il dover impostare il trigger il più leggero possibile, ma in realtà il prezzo da pagare è l’innesco di un ciclo respiratorio non voluto dal paziente (basti pensare ad un colpo di tosse o ad un movimento dello stesso).

Trigger troppo duri invece possono risultare in sforzi inspiratori inefficaci con ovvie conseguenze:

  • Il paziente non sta ventilando
  • Fatica il doppio del dovuto

L’innesco più duro viene a volte utilizzato in rianimazione nello svezzamento del paziente dalla NIV (una sorta di allenamento).

La soluzione, tornando alla situazione di acuzie, è quella di utilizzare il trigger più leggero possibile in grado di non scatenare auto-inneschi. Come si fa? O analizzando le curve o osservando il paziente (mano sulla pancia ed orecchio al ventilatore).

Nell’esempio qui sopra vediamo una serie di sforzi inefficaci da parte del paziente prima di attivare un ciclo respiratorio. Notare lo sforzo crescente effettuato dal paziente prima di raggiungere la soglia dei trigger.

Ricordiamoci che l’apparecchio ha un meccanismo di protezione per questo fenomeno ovvero la frequenza di backup, una sorta di pacemaker che garantisce una frequenza di base (è buona norma impostarla ben al di sotto della frequenza respiratoria del paziente in modo che non vadano in conflitto).

 

TRIGGER ESPIRATORIO

Così come il trigger inspiratorio anche il trigger espiratorio è a flusso.

Il trigger espiratorio si basa sulla riduzione del flusso erogato dall’apparecchio una volta iniziata l’inspirazione ed è espresso come percentuale del picco di flusso.

Mi spiego meglio. L’apparecchio ha la possibilità di poter settare il trigger espiratorio a delle percentuali di flusso oscillanti da 10 a 70, cambia in base al modello.

Supponendo che il flusso inizialmente erogato sia 100, questo, dato che stiamo ventilando in modalità a pressione, si ridurrà progressivamente durante l’inspirazione a causa della progressiva riduzione della compliance polmonare/gabbia toracica.

Il raggiungimento della soglia impostata consentirà il ciclaggio alla fase espiratoria.

Più basso è il trigger espiratorio, più tardi avverrà il ciclaggio, più lungo sarà l’inspirio (a discapito dell’espirio).

A questo punto distinguerei due grossi pattern respiratori che necessitano di trigger espiratorio totalmente differente: il paziente ostruttivo ed il paziente restrittivo.

  • Prima domanda: come faccio a distinguerli?

Un primo approccio è quello che si basa su anamnesi (anche lavorativa) ed obiettività clinica, integrate da esami di laboratorio (EGA su tutto) e dall’ecografia integrata (cuore, polmone, vena cava, giugulari, vena femorale, diaframma).

Un pattern ecografico polmonare normale associato a cuore normale dovrà farmi propendere verso un quadro ostruttivo.

Un pattern ecografico di sindrome interstiziale polmonare associato ad una disfunzione ventricolare sinistra oppure la presenza di un pattern ecografico polmonare di fibrosi polmonare mi orienteranno verso un quadro restrittivo (scompenso cardiaco/EPA o fibrosi polmonare idiopatica o secondaria).

Un secondo approccio è quello dell’analisi delle curve di flusso, in particolare la porzione espiratoria: quella va considerata alla stregua di una spirometria.

  • Seconda domanda: come regolo il trigger?

Nei pazienti con quadri ostruttivi il problema è nell’espirio, non si parlerebbe di quadri ostruttivi altrimenti.

Questi pazienti hanno un espirio molto lungo determinato dalle elevate resistenze nelle vie respiratorie: inspirio rapido/espirio lungo.

In questo tipo di pazienti bisogna favorire la fase espiratoria a scapito di quella inspiratoria. Per tale motivo il trigger espiratorio deve essere più alto, 45-50% ad esempio, ma in alcuni soggetti si può arrivare anche al 60-70%.

Un trigger così alto consente al paziente di ‘ciclare’ precocemente, favorendo il già difficoltoso espirio. Un ‘ciclaggio’ tardivo potrebbe essere responsabile di iper-inflazione dinamica e del fenomeno dell’air-trapping.

Come si vede bene nella porzione di sinistra della figura, l’iper-inflazione dinamica (pessima traduzione dall’inglese dynamic hyperinflaction, ma molti testi in italiano riportano così) è il progressivo incremento del volume polmonare che si ha in condizioni di espirio incompleto (riacutizzazione di BPCO, stato di male asmatico) ed è solitamente associato ad un particolare tipo di respiro “rapid shallow breathing”.

Nella porzione destra della figura è presente una curva di flusso con due esempi: una esalazione troppo breve (l’espirio è interrotto bruscamente prima che il flusso torni a zero) ed una esalazione adeguata.

Pazienti con quadri di tipo restrittivo necessitano di trigger espiratori più bassi che consentono al paziente di ciclare più tardivamente, in modo da ottenere un volume corrente maggiore.

Considerate che i pazienti restrittivi sono pazienti che hanno difficoltà nell’inspirio (il polmone è appesantito dai liquidi o ha poca compliance per processi fibrotici,) ma nessuna difficoltà nell’espirio (il polmone tende a “crollare” su se stesso una volta interrotta la pressione positiva inspiratoria).

È quindi giusto favorire dal punto di vista temporale l’inspirio anche a scapito dell’espirio che, come accennato, è solitamente molto rapido.

Nei pazienti con quadri restrittivi si possono utilizzare T esp molto bassi anche 20%.

Il concetto del trigger espiratorio, universalmente valido, presenta però un ruolo maggiore nel paziente passivo (in cui tutto il lavoro è svolto dalla macchina) rispetto al paziente attivo (che lavora “solo”).

La pendenza della curva del soggetto attivo, come si vede dalla figura che presenta due casi limite che difficilmente rispecchiano la pratica clinica, è molto più ripida del soggetto passivo.

Ciò significa che utilizzando le stesse modifiche del trigger espiratorio (nella figura è modificato del 40%, da 50 a 10) avremo modifiche del tempo inspiratorio molto diverse (minori nel soggetto attivo, maggiori nel soggetto passivo).

L’insegnamento che ne deriva è che non tutti i pazienti risponderanno allo stesso modo alla stessa modifica del trigger espiratorio.

Piccola parentesi. Dove attaccate l’ossigeno?

L’ossigeno va inserito nel apposito raccordo presente nel ventilatore (solitamente l’augello è dietro) che rileva questo flusso e lo integra nel suo flusso base.

Se il ventilatore non è predisposto (non mi è mai capitato ma so che esistono) o per problemi tecnici spesso presenti in condizioni di urgenza (ventilatore posizionato troppo lontano dal raccordo a muro per l’ossigeno) questo si può inserire in alcuni punti stabiliti presenti nel circuito.

Le linee guida BTS consigliano il posizionamento più vicino possibile al paziente.

Ricordiamo però che questo flusso addizionale può interferire significativamente con i trigger respiratori del paziente (semplificando al massimo al ventilatore non tornano i conti del flusso inviato-ricevuto).

Flussi di ossigeno inferiori a 4 l/m tendono a non creare problemi.

PEEP (POSITIVE END EXPIRATORY PRESSURE)

Prima Premessa.

Ricordate quando in fisiologia ci facevano studiare il sarcomero e ci spiegavano che lavorava bene ad una data lunghezza?

Lunghezze superiori ad un certo limite o inferiori ad un altro risultavano sfavorevoli allo sviluppo di forza.

L’apparato respiratorio, così come il cuore, lavora bene ad un dato volume, anche per il meccanismo appena spiegato.

Volumi superiori ad un certo limite o inferiori ad un altro risultano svantaggiosi da un punto di vista di lavoro muscolare.

Analizzando la curva pressione-volume notiamo che il soggetto normale compie il proprio atto respiratoria all’interno della sezione 2.

Questa porzione di curva, proprio per la sua pendenza, è assolutamente vantaggiosa in quanto per piccoli gradienti pressori (da considerarsi come piccoli sforzi del paziente) abbiamo grandi variazioni di volume.

Il paziente restrittivo che lavora a volumi ridotti (pensiamo le fibrosi polmonari, il grande obeso e l’edema polmonare) compie il proprio atto respiratorio all’interno della sezione 1.

Il paziente ostruttivo (l’enfisematoso che ha perso parenchima e guadagnato volume, il BPCO con iperinflazione dinamica) che lavora a volumi aumentati compie il proprio atto respiratorio all’interno della sezione 3.

Le sezioni 1 e 3 sono assolutamente svantaggiose perché a grandi variazioni della pressione (quindi grande lavoro muscolare) corrispondono piccole modifiche del volume polmonare.

Seconda Premessa. Il paziente restrittivo non ha una PEEPi a differenza dell’ostruttivo che presenta molto spesso PEEPi più o meno elevata.
Date queste premesse entriamo nel vivo.

La PEEPe (estrinseca), quella che somministriamo noi, con meccanismi totalmente diversi è in grado di spostare i pazienti restrittivi ed ostruttivi dalle sezioni 1 e 3 verso la sezione 2.

I meccanismi sono molto complessi e vanno oltre le possibilità e le intenzioni di questo post ma qualcosa bisogna dirla. Mi limiterò ad accennare alcuni concetti.
La PEEP applicata ad un restrittivo incrementa il volume polmonare attraverso il reclutamento di alveoli collassati (pensiamo all’EPA e all’ARDS) spostando il paziente nella curva pressione volume in alto a destra.

Questo spostamento migliora le capacità di lavoro del soggetto e la capacità di attivare ad ogni atto inspiratorio il ventilatore.

In pazienti con broncopneumopatia ostruttiva al termine dell’atto espiratorio è presente una pressione positiva all’interno dell’alveolo, che prende il nome di PEEP intrinseca.

La causa di questa pressione è legata al collasso espiratorio dei bronchioli terminali causato dalla distruzione delle strutture di supporto delle piccole vie respiratorio e dall’aumento della pressione intratoracica generata durante l’espirio (il paziente con BPCO ha un’espirio attivo in cui i muscoli respiratori devono sviluppare una certa forza e pressione intratoracica per convincere l’aria ad andare fuori dai polmoni).

Il meccanismo non è un meccanismo di compenso perfetto e quindi una certa quota di aria può rimanere intrappolata all’interno dell’alveolo.

L’alveolo si svuota finché il bronchiolo non si collassa, tutto il resto della forza, si traduce in AUTO-PEEP: una pressione positiva di fine espirazione.

Nel momento in cui comincia l’inspirio il paziente con BPCO dovrà vincere questo delta pressorio creando una pressione intratoracica negativa tale da riportare la pressione intra-alveolare a zero prima di iniziare l’atto inspiratorio vero e proprio.

In altre parole, un paziente con una PEEP intrinseca di 10 cmH2O dovrà innanzitutto creare un gradiente pressorio di 10 cmH2O per riaprire l’alveolo e una pressione addizionale per iniziare a “respirare” nel vero senso della parola. Vedi figura.

L’applicazione di una PEEP estrinseca tramite il nostro ventilatore ha un doppio ruolo.
1. Impedire il collasso espiratorio del bronchiolo terminale controbilanciando la pressione esterna applicata ad esso
2. Ridurre il gradiente pressorio creato dalla presenza di PEEP intrinseca

La somministrazione di una PEEP adeguata riduce la possibilità di sforzi respiratori inefficaci riducendo lo sforzo necessario al paziente per aprire gli alveoli e creare quel delta di flusso che soddisfi il nostro trigger inspiratorio.

PRESSIONE DI SUPPORTO

La pressione di supporto (PS) è quella pressione che viene erogata, attraverso un incremento del flusso, durante la fase  inspiratoria sommandola alla PEEPe. Dalla PS deriva il volume corrente del paziente e la riduzione di buona parte della fatica muscolare.

Maggiore è la PS applicata maggiore è il volume corrente ma maggiore è il rischio di iper-inflazione e di barotrauma.

TEMPO INSPIRATORIO MINIMO-TEMPO INSPIRATORIO MASSIMO

Questi due parametri sono presenti in moltissimi se non tutti i ventilatori e rappresentano dei surrogati dei Trigger precedentemente descritti.

Invece di impostare il nostro trigger espiratorio a flusso possiamo impostare tempo minimo e massimo (in secondi) all’interno del quale deve avvenire il nostro atto inspiratorio.

Solitamente l’atto inspiratorio avviene tra 0.5 ed 1.5 secondi.

L’ostruttivo ha solitamente dei tempi inspiratori brevi a differenza del restrittivo che ha tempi inspiratori più lunghi. Una volta impostato il trigger espiratorio vi chiederete a che serve l’utilizzo dei trigger temporali.

Io li considero essenzialmente dei sistemi paracadute. Mi spiego meglio.

Supponiamo di stare ventilando un paziente con BPCO adottando un trigger espiratorio del 60% poiché vogliamo favorire l’espirio ed ridurre al minimo la possibilità di gonfiare il paziente a dismisura (l’iperinflazione è un rischio reale).

Il nostro caro paziente però è molto poco compliante e mentre noi ci distraiamo 2 minuti per visitare l’ennesimo dolore toracico, si rimuove parzialmente la maschera.

A questo punto abbiamo a che fare con le tanto temute perdite.

Il ventilatore può non riconoscere le perdite come tali e continuare ad erogare flusso in inspirio ad libitum non avvertendo la riduzione del flusso, legata alla riduzione della compliance polmonare.

Si ottiene così un inspirio prolungato più del dovuto che può davvero rompere le scatole al nostro paziente tramite i meccanismi appena descritti. I tempi espiratori  ed inspiratori consentono all’apparecchio di ciclare a tempo evitando questo problema.

Questo è ovviamente una condizione limite in quanto l’apparecchio ha degli algoritmi che gli permettono teoricamente di riconoscere le perdite e compensare ad esse.

 

RAMPA

La rampa indica la velocità con cui è erogato il flusso. Numero basso rampa rapida, numero alto rampa lenta.

Bisogna saper trovare il giusto equilibrio tra una rampa rapida che schiaffa in faccia al paziente un carico di aria “compressa” e una rampa lenta magari non in grado di saziare la fame d’aria del paziente.

Solitamente BPCO necessita di rampa rapida per abbreviare l’inspirio, grandi obesi o restrittivi che hanno una sorta di inerzia iniziale possono giovare di rampe più lente.

VOLUME GARANTITO

Impostando il volume garantito l’apparecchio garantisce un volume corrente minimo ad ogni atto respiratorio. Per raggiungere questo obiettivo diciamo che l’apparecchio è costretto ad ignorare quei parametri che tanto finemente abbiamo impostato. La presenza di un volume garantito non modifica il tipo di ventilazione da pressometrica a volumetrica (le curve restano uguali, vedi figura) ma semplicemente l’apparecchio incrementa le pressioni da noi impostate gradualmente ad ogni atto respiratorio fino al raggiungimento del suo obiettivo (vi sono degli allarmi che impediscono l’incremento oltre un certo limite).

 

 

 

Veniamo ora alla parte più importante del post: casi clinici e curve.

 

Caso clinico 1

Caso clinico 2

Per chi volesse approfondire la VILI c’è un bell’articolo sul NEJM

Caso clinico 3

Caso clinico 4

 

Caso clinico 5

Caso clinico 6

Caso clinico 7

Caso clinico 8

Caso clinico 9

 

Chiudo con alcune piccole riflessioni.

Innanzitutto spero di non avervi annoiato e di non aver scritto troppe cavolate.

La NIV è uno strumento molto utile ed importante ma che necessita rispetto ed un minimo di dedizione.

Tutti possiamo impararla con un minimo di applicazione, studio, ragionamento e confronto.

Spesso ci si trova pazienti poco collaboranti e si è tentati di sedarli per farli collaborare al ventilatore (le BTS consigliano morfina +/- benzodiazepina): siamo sicuri che il problema non è che li stiamo costringendo a ventilare come non vorrebbero o potrebbero?

I messaggi per casa o i take home message potrebbero essere:

  • delirio ed asincronia sono strettamente legati
  • le perdite generano asincronia e l’asincronia genera perdite
  • ragionare sempre sulle curve
  • conosci bene il ventilatore che stai usando

E con questo avrei terminato il mio delirio.

Non sparate al pianista…

 

PS. Carlo mi ha fatto notare che le innumerevoli lettrici di EMpills potevano non apprezzare l’immagine in evidenza con Sofia Loren… così vi lascio con Rodolfo Valentino.

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8 Commenti

  1. Benedetto

    Complimenti, davvero una sintesi eccellente!
    Avrei due osservazioni.
    La modalita` ventilatoria nel caso Numero 6 non puo`considerarsi non invasiva in quanto la paziente e` portatrice di tracheostomia.
    Sono dell´opinione che spesso e` controproducente accanirsi cercando di adattare il paziente al ventilatore o viceversa. Tergiversare ritardando una intubazione tracheale puo`dimostrarsi deleterio per la prognosi del paziente.. Io mi do un intervallo di tempo di circa 30 minuti per decidere con quale modalita´ ventilatoria proseguire.

    1. Mauro Cardillo

      Grazie mille del commento Benedetto. Hai perfettamente ragione Benedetto, il caso clinico n°6 non può propriamente definirsi NIV in quanto portatrice di tracheostomia. Il caso era molto interessante ed ho deciso di inserirla comunque nel post.
      Sono d’accordo con te che accanirsi nel cercare di ventilare con modalità non invasiva può essere contro producente ma dipende dal soggetto.
      Certi pazienti purtroppo non sono candidabili alla invasiva e la NIV rappresenta il top della terapia (pensa ad un paziente oncologico o BPCO terminale) quindi si è costretti ad insistere finché non si decide di iniziare una adeguata palliazione. La NIV non deve ritardare assolutamente l’intubazione ma 30 minuti di tempo mi sembrano pochi per capire come sta andando il paziente… almeno in buona parte dei casi. Un buon tempo sarebbero due ore secondo me, ma nella real life si è costretti spesso a raddoppiare questo intervallo.

      1. Benedetto

        Se un paziente con bpco riacutizzata ipercapnico , dopo trenta minuti di niv non migliora il suo sensorio ,la frequenza respiratoria e i suoi parametri emogasanalitici difficilmente lo farà dopo 2 ore. Stessa cosa vale per un edema polmonare. In questi casi io metto un’arteria e preparo l’occorrente per una intubazione. Per i casi limite bisogna sapere subito dopo che si mette la maschera per la niv fin dove ci si può spingere. Il caso 8 ad esempio. L’ega di controllo e la TC mi avrebbero spinto più per una intubazione e forse un drenaggio toracico. Bravo ad averla evitata! Proprio in quel caso secondo le linee guida non c’era tanto spazio per una niv. Ma essendo anche io siciliano so benissimo che spesso si è costretti a lottare con quel poco che si ha a disposizione. Intubare un paziente giunto all’estremo comunque non è certamente piacevole, cosa che purtroppo mi è capitata.

  2. francesco

    Ciao mauro una considerazione riguardo al caso clinico della nonnina di 90 aa con quadro misto BPCO/Subedema polmonare. La mia considerazione trae spunto dalla nostra discussione durante il turno notturno (erano le 3 di mattina circa!) sull’influenza che un cattivo settaggio di Ti min o max può avere sul trigger espiratorio impostato. Questa nonnina aveva un trigger espiratorio del 55% quindi abbastanza alto, ma nonostante ciò non avviene il ciclaggio quando il flusso inspiratorio raggiunge questo 55% (come si può osservare dalla curva flusso/pressione), e questo perché il Ti min è 0.90 s. quindi siccome il 55% del flusso viene raggiunto prima dello scadere dei 0.90 s, il ventilatore non cicla perché deve garantire quel tempo minimo di 0.90s di inspirio. È bastato ridurre il Ti min in modo tale che il 55% cadesse dopo il raggiungimento del Ti min, che il ciclaggio avviene quando il flusso raggiunge il 55%. Tutto questo per dire che nella scala “gerarchica” dei ventilatori il Ti min o max stanno un gradino più in alto rispetto ai trigger, e di conseguenza a volte alcune modifiche dei trigger possono risultare inutili.

    QT

    1. Mauro Cardillo

      Si QT, hai centrato il problema. Nella scala gerarchica i tempi inspiratori/espiratori hanno priorità rispetto ai trigger inspiratori/espiratori.
      Quindi occhio a questi parametri

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