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Misurazione di AutoPEEP e PEEP totale

Articolo

Autore: Gruppo di esperti in ambito clinico, Hamilton Medical

Data: 14.07.2017

Last change: 30.09.2020

(Originally published 14.07.2017) Previously: select Exp hold, when flow=0 select Exp hold again to deactivate hold maneuver. SW versions updated.

In presenza di iperinflazione polmonare dinamica, la pressione di fine espirazione media all'interno degli alveoli (ovvero la PEEP totale effettiva [PEEPtot]) è maggiore della PEEP applicata dal ventilatore (PEEPe). La differenza tra PEEPtot e PEEPe corrisponde alla PEEP intrinseca (PEEPi) e viene chiamata anche "AutoPEEP" (1).

Misurazione di AutoPEEP e PEEP totale

AutoPEEP e RCesp

L'AutoPEEP viene chiamata anche "intrappolamento dell'aria", "sovrapposizione di respiri", "iperinflazione dinamica", "PEEP involontaria" o "PEEP occulta".

L'AutoPEEP è un fenomeno comune nei pazienti ventilati meccanicamente con costanti di tempo espiratorio (RCesp) elevate, per esempio nei pazienti con broncopneumopatia cronica ostruttiva o asma grave acuta.

IMPORTANTE: l'AutoPEEP risultante non è visibile sulla curva della pressione delle vie aeree visualizzata sullo schermo del ventilatore durante la normale erogazione di respiri.

(Figura 1 di seguito: fonte Garcia Vicente et al. (García Vicente E, Sandoval Almengor JC, Díaz Caballero LA, Salgado Campo JC. Ventilación mecánica invasiva en EPOC y asma [Invasive mechanical ventilation in COPD and asthma]. Med Intensiva. 2011;35(5):288-298. doi:10.1016/j.medin.2010.11.0042))

Grafico flusso/tempo che mostra l'AutoPEEP e l'intrappolamento di aria
Figura 1: autoPEEP e intrappolamento di aria
Grafico flusso/tempo che mostra l'AutoPEEP e l'intrappolamento di aria
Figura 1: autoPEEP e intrappolamento di aria

Effetto dell'AutoPEEP

L'autoPEEP predispone il paziente a lavoro respiratorio maggiore, barotrauma, instabilità emodinamica e difficoltà a innescare il supporto del ventilatore. Se non si riconoscono le conseguenze emodinamiche dell'autoPEEP si rischia di intraprendere una limitazione dei liquidi non adeguata o una terapia con vasopressori non necessaria. Potenzialmente, l'autoPEEP può interferire con lo svezzamento dalla ventilazione meccanica.

Il personale sanitario deve monitorare la ventilazione per vedere se si verifica un caso di autoPEEP e impostare i parametri di comando della ventilazione in modo da evitarne le conseguenze negative.

Misurazione dell'autoPEEP

Tutti i ventilatori Hamilton Medical hanno la capacità unica di visualizzare l'autoPEEP come parametro di monitoraggio respiro per respiro. Il valore viene calcolato con il metodo di fit dei minimi quadrati (LSF) applicato all'intero respiro (Iotti GA, Braschi A, Brunner JX, et al. Respiratory mechanics by least squares fitting in mechanically ventilated patients: applications during paralysis and during pressure support ventilation. Intensive Care Med. 1995;21(5):406-413. doi:10.1007/BF017074093). In circostanze particolari, per esempio in caso di iperinflazione, l'autoPEEP calcolata con il metodo LSF può rappresentare però una sottostima dell'autoPEEP effettiva. In questi casi è possibile stimare il valore eseguendo una manovra di pausa espiratoria.

Misurazione della PEEP totale tramite una manovra di pausa espiratoria (vedere la Figura 2 di seguito):

Verificare che sia visualizzata la curva di Paw.

  1. Aprire la finestra Pausa.
  2. Attendere finché il grafico della curva di Paw non riparte dal lato sinistro.
  3. Attendere l'inspirazione successiva.
  4. Selezionare quindi Occlus. esp. Attendere da 3 a 5 secondi, quindi selezionare Occlus. esp. o premere nuovamente la manopola a pressione-rotazione per disattivare la manovra di pausa e chiudere la finestra.
  5. Dopo la manovra, la finestra Pausa si chiude e viene attivata automaticamente la funzione di congelamento.
  6. Misurare la PEEP totale posizionando il cursore sui punti della curva di pressione successivi all'azzeramento del flusso.
  7. Calcolare l'autoPEEP sottraendo la PEEP estrinseca dalla PEEP totale.

Calcoli

AutoPEEP = PEEP totale - PEEP estrinseca = PEEP intrinseca
PEEP = PEEP estrinseca (preselezionata)
PEEP totale = PEEP intrinseca + PEEP estrinseca
Schermata del ventilatore con la manovra di pausa espiratoria visualizzata
Figura 2: misurazione della PEEP totale mediante una manovra di pausa espiratoria;
PEEP totale (pari a 7,6 cmH2O) - PEEP estrinseca (pari a 5 cmH2O) = autoPEEP (pari a 2,6 cmH2O)
Schermata del ventilatore con la manovra di pausa espiratoria visualizzata
Figura 2: misurazione della PEEP totale mediante una manovra di pausa espiratoria;
PEEP totale (pari a 7,6 cmH2O) - PEEP estrinseca (pari a 5 cmH2O) = autoPEEP (pari a 2,6 cmH2O)

Evitare l'intrappolamento di aria

Se è presente un'autoPEEP non intenzionale, il personale sanitario deve valutare la possibilità di regolare i parametri di comando in modo da evitare l'intrappolamento di aria aumentando la durata dell'espirazione. Il ricorso a tubi endotracheali di diametro elevato, broncodilatatori, tempi inspiratori brevi, tempi espiratori lunghi, frequenze respiratorie ridotte e sedativi può essere necessario per evitare l'iperinflazione dinamica causata dall'intrappolamento di aria.

Tutti i ventilatori Hamilton Medical sono provvisti della modalità di ventilazione intelligente Adaptive Support Ventilation (ASV®). La modalità ASV adotta automaticamente strategie di protezione polmonare per ridurre al minimo le complicanze legate all'autoPEEP.

Dispositivi interessati: HAMILTON-G5/S1 (versione software 2.8x e successive); HAMILTON-C3 (versione software 2.0.x e successive), HAMILTON-C6 (versione software 1.1.x e successive)

Citazione completa di (Iotti, G., & Braschi, A. (1999). Measurements of respiratory mechanics during mechanical ventilation. Rhäzüns, Svizzera: Hamilton Medical Scientific Library.1) a fondo pagina.

Note

Bibliografia

  1. 1. Iotti, G., & Braschi, A. (1999). Measurements of respiratory mechanics during mechanical ventilation. Rhäzüns, Switzerland: Hamilton Medical Scientific Library.
  2. 2. García Vicente E, Sandoval Almengor JC, Díaz Caballero LA, Salgado Campo JC. Ventilación mecánica invasiva en EPOC y asma [Invasive mechanical ventilation in COPD and asthma]. Med Intensiva. 2011;35(5):288-298. doi:10.1016/j.medin.2010.11.004
  3. 3. Iotti GA, Braschi A, Brunner JX, et al. Respiratory mechanics by least squares fitting in mechanically ventilated patients: applications during paralysis and during pressure support ventilation. Intensive Care Med. 1995;21(5):406-413. doi:10.1007/BF01707409

Measurements of respiratory mechanics during mechanical ventilation

Iotti, G., & Braschi, A. (1999). Measurements of respiratory mechanics during mechanical ventilation. Rhäzüns, Switzerland: Hamilton Medical Scientific Library.

Invasive mechanical ventilation in COPD and asthma.

García Vicente E, Sandoval Almengor JC, Díaz Caballero LA, Salgado Campo JC. Ventilación mecánica invasiva en EPOC y asma [Invasive mechanical ventilation in COPD and asthma]. Med Intensiva. 2011;35(5):288-298. doi:10.1016/j.medin.2010.11.004

COPD and asthmatic patients use a substantial proportion of mechanical ventilation in the ICU, and their overall mortality with ventilatory support can be significant. From the pathophysiological standpoint, they have increased airway resistance, pulmonary hyperinflation, and high pulmonary dead space, leading to increased work of breathing. If ventilatory demand exceeds work output of the respiratory muscles, acute respiratory failure follows. The main goal of mechanical ventilation in this kind of patients is to improve pulmonary gas exchange and to allow for sufficient rest of compromised respiratory muscles to recover from the fatigued state. The current evidence supports the use of noninvasive positive-pressure ventilation for these patients (especially in COPD), but invasive ventilation also is required frequently in patients who have more severe disease. The physician must be cautious to avoid complications related to mechanical ventilation during ventilatory support. One major cause of the morbidity and mortality arising during mechanical ventilation in these patients is excessive dynamic pulmonary hyperinflation (DH) with intrinsic positive end-expiratory pressure (intrinsic PEEP or auto-PEEP). The purpose of this article is to provide a concise update of the most relevant aspects for the optimal ventilatory management in these patients.

Respiratory mechanics by least squares fitting in mechanically ventilated patients: applications during paralysis and during pressure support ventilation.

Iotti GA, Braschi A, Brunner JX, et al. Respiratory mechanics by least squares fitting in mechanically ventilated patients: applications during paralysis and during pressure support ventilation. Intensive Care Med. 1995;21(5):406-413. doi:10.1007/BF01707409



OBJECTIVE

To evaluate a least squares fitting technique for the purpose of measuring total respiratory compliance (Crs) and resistance (Rrs) in patients submitted to partial ventilatory support, without the need for esophageal pressure measurement.

DESIGN

Prospective, randomized study.

SETTING

A general ICU of a University Hospital.

PATIENTS

11 patients in acute respiratory failure, intubated and assisted by pressure support ventilation (PSV).

INTERVENTIONS

Patients were ventilated at 4 different levels of pressure support. At the end of the study, they were paralyzed for diagnostic reasons and submitted to volume controlled ventilation (CMV).

MEASUREMENTS AND RESULTS

A least squares fitting (LSF) method was applied to measure Crs and Rrs at different levels of pressure support as well as in CMV. Crs and Rrs calculated by the LSF method were compared to reference values which were obtained in PSV by measurement of esophageal pressure, and in CMV by the application of the constant flow, end-inspiratory occlusion method. Inspiratory activity was measured by P0.1. In CMV, Crs and Rrs measured by the LSF method are close to quasistatic compliance (-1.5 +/- 1.5 ml/cmH2O) and to the mean value of minimum and maximum end-inspiratory resistance (+0.9 +/- 2.5 cmH2O/(l/s)). Applied during PSV, the LSF method leads to gross underestimation of Rrs (-10.4 +/- 2.3 cmH2O/(l/s)) and overestimation of Crs (+35.2 +/- 33 ml/cmH2O) whenever the set pressure support level is low and the activity of the respiratory muscles is high (P0.1 was 4.6 +/- 3.1 cmH2O). However, satisfactory estimations of Crs and Rrs by the LSF method were obtained at increased pressure support levels, resulting in a mean error of -0.4 +/- 6 ml/cmH2O and -2.8 +/- 1.5 cmH2O/(l/s), respectively. This condition was coincident with a P0.1 of 1.6 +/- 0.7 cmH2O.

CONCLUSION

The LSF method allows non-invasive evaluation of respiratory mechanics during PSV, provided that a near-relaxation condition is obtained by means of an adequately increased pressure support level. The measurement of P0.1 may be helpful for titrating the pressure support in order to obtain the condition of near-relaxation.

Versioni precedenti Misurazione di AutoPEEP e PEEP totale

Documento
30_Iotti_1999_Measurements of respiratory mechanics during mechanical ventilation
1,05 MB