Numero in formato solo testo

ISSN 1080-3521

EDUCATIONAL SYNOPSES IN ANESTHESIOLOGY

and

CRITICAL CARE MEDICINE - Italia -

Il giornale Italiano online di anestesia Vol 6 No 7 Luglio 2001

Pubblicato elettronicamente da

_{________________________________________________________________}

In questo numero:

1 La Ventilazione Non Invasiva (NIMV) in Terapia Intensiva

2 Valutazione del benessere fetale in gravidanza ante-partum

_______________________________________________________

La Ventilazione Non Invasiva (NIMV) in Terapia Intensiva

_______________________________________________________

De Michele P., Pignataro A.
Servizio di Anestesia e Rianimazione - Ospedale Buccheri La Ferla - FBF, Palermo
e-mail: caruselli@gsm.box.it, amedeo.pignataro@tin.it 

CENNI DI FISIOPATOLOGIA RESPIRATORIA DELLA BPCO

Il paziente affetto da BPCO (BroncoPatia Cronica Ostruttiva) ha una grave limitazione del flusso espiratorio a causa della perdita di pressione di ritorno elastico polmonare e dell'infiammazione cronica delle vie aeree. La perdita di pressione elastica polmonare causa la sovradistensione delle strutture alveolari, portando all'enfisema; la cronicizzazione della flogosi bronchiale configura la patologia nota come bronchite cronica ostruttiva, che si differenzia dalla forma restrittiva, caratterizzata invece da una limitazione alla distensione alveolare durante la fase inspiratoria, tipica delle forme fibrotiche.
I pazienti con BPCO tendono a compensare la difficoltà espiratoria mettendo in funzione i muscoli respiratori anche durante la fase espiratoria, che diventa così una fase attiva del ciclo respiratorio, contrariamente a quanto si verifica nel soggetto normale in cui l'espirazione non richiede sforzo muscolare, essendo sostenuta esclusivamente dal ritorno elastico polmonare. Poiché la componente infiammatoria cronica rende le vie aeree più piccole facilmente esposte alla possibilità di collabirsi, se non viene mantenuto un livello di pressione all'interno del sistema alveolare tale che ne garantisca lo stato di apertura, il broncopatico cronico è quindi costretto ad aumentare la pressione pleurica durante l'espirazione per opporre una resistenza ulteriore al collabimento alveolare. Tale resistenza al flusso espiratorio, comunemente chiamata "freno espiratorio", viene tipicamente ottenuta dal paziente con l'uso delle labbra che diventano una sorte di valvola per regolare la fuoriuscita di aria dal sistema alveolare durante la fase espiratoria. Ne deriva che nel paziente broncopatico cronico a fine espirazione viene necessariamente mantenuto  un volume residuo polmonare maggiore che nel soggetto normale, ottenuto grazie a un livello di pressione residua a fine espirazione, noto come autoPEEP, simile alla pressione che si somministra artificialmente con la ventilazione meccanica, per reclutare alveoli chiusi o parzialmente chiusi. 
Questo meccanismo di compenso che, oltre alla fatica muscolare, comporta un prolungamento del tempo espiratorio con riduzione della pausa tra un ciclo respiratorio e il successivo, viene perduto nel momento in cui il paziente ha necessità di aumentare la sua frequenza respiratoria per cause contingenti, quali possono essere l'aumento dell'attività fisica (es. salire le scale, ecc. ) o infezioni broncopolmonari intercorrenti. Di fatto l'aumento di frequenza comporta un incremento della capnia, associato a una ossiemia più o meno compromessa, in rapporto alle condizioni della superficie di scambio gassoso. Il progressivo peggioramento delle condizioni respiratorie non può più essere compensato da un'ulteriore riduzione del tempo inspiratorio, per cui l'aumento della frequenza respiratoria è segnato da una conseguente riduzione del volume corrente e da un ulteriore aumento dello spazio morto e della Peep intrinseca.
Questa condizione cronica determina, attraverso modificazioni morfo-funzionali dei muscoli implicati nella respirazione, una riduzione della resa energetica e un aumento della fatica muscolare; l'insufficienza della meccanica respiratoria diventa così responsabile dell'impossibilità a mantenere i normali livelli di pressione parziale di anidride carbonica nel sangue (PCO2 [sangue arterioso]).

L'ipossiemia è il parametro emogasanalitico più indicativo per monitorare gli aspetti diffusivi della ventilazione mentre la capnia esprime fondamentalmente l'efficienza meccanica della ventilazione; la compromissione di quest'ultimo meccanismo genera in acuto acidosi respiratoria mentre nelle patologie croniche dell'apparato respiratorio l'ipercapnia viene nel tempo essenzialmente tamponata dal risparmio di basi ad opera del rene. Pertanto, nonostante livelli di capnia maggiori che nel soggetto normale, il paziente cronico compensato presenterà di regola un pH ematico normale, mentre i suoi periodi di scompenso verranno segnalati da un livello di capnia superiore ai suoi valori abituali, associati a uno scivolamento verso l'acidosi del suo pH ematico.

Attualmente la NIMV  può essere usata come mezzo per prevenire e correggere le cause dell’aumento del lavoro respiratorio: l’associazione della PEEP con la pressure support (pressione di supporto), può controbilanciare l’aumento dei livelli di auto PEEP, eliminando così questo carico inspiratorio addizionale, e riducendo il lavoro che i muscoli inspiratori devono compiere al fine di generare il volume corrente. Brochard ed altri hanno messo in evidenza come l’utilizzo della NIMV induca un rapido e progressivo decremento dell’attività elettromiografica del diaframma.

PARAMETRI IMPLICATI NELLA VENTILAZIONE MECCANICA

La contrazione dei muscoli respiratori essenziali (diaframma, intercostali, parasternali e scaleni) determinerà un aumento di volume del polmone favorendo la creazione di una differenza di pressione tra l’ambiente esterno ed il polmone, che darà inizio all’atto inspiratorio.

L’espirazione avviene senza l’intervento dei muscoli respiratori per semplice ritorno elastico dei polmoni.

La ventilazione meccanica è basata sulla pressione necessaria a sviluppare un flusso di gas nelle vie aeree, tale da determinare un aumento di volume all’interno del polmone.

Le principali forze che intervengono in campo sono:

Le prime tre possono essere modificate dall’esterno, in relazione alle necessità del paziente, scegliendo un determinato tipo di ventilatore rispetto ad un altro.
La C e la R sono caratteristiche del paziente e come tali non possono essere modificate.

Nel momento in cui noi utilizzeremo un ventilatore che eroga una pressione prefissata, cioè un pressumetrico, il volume ed il tempo varieranno in relazione alle resistenze ed alla compliance toraco-polmonare del paziente.

Il vantaggio della ventilazione pressumetrica consiste nella riduzione del barotrauma ed in una migliore interazione macchina-paziente. Lo svantaggio, nell’impossibilità di assicurare un volume precostituito. 
Il ventilatore volumetrico è definito dagli Americani "life susteining" perché assicura l’erogazione di un volume prefissato; per questo motivo è indicato nel paziente neuromuscolare e nel tracheostomizzato.

CAUSE E FATTORI SCATENANTI L’INSUFFICIENZA VENTILATORIA ACUTA NEI PAZIENTI AFFETTI DA BPCO

Tutte queste queste cause sono ovvie per il rianimatore e per lo pneumologo, ma va sottolineata l’importanza dell’embolia polmonare nella genesi delle insufficienze respiratorie misdiagnosticate; il 30-35% di autopsie di pazienti deceduti per insufficienza respiratoria acuta attribuiscono all’embolia polmonare un importante ruolo patogenetico.

I disturbi idroelettrolitici sono abbastanza frequenti nei pazienti denutriti, l’ipofosfatemia e l’ipomagnesiemia possono determinare una riduzione delle proprietà inotrope dei muscoli respiratori.

L’uso dei cortisonici, se da una parte riduce le resistenze respiratorie nel BPCO, dall’altra può determinare alterazioni istologiche dei principali muscoli respiratori.

EFFETTI COLLATERALI DELL'INTUBAZIONE TRACHEALE E DELLA VENTILAZIONE MECCANICA CONFRONTATI CON LA VENTILAZIONE NON INVASIVA

Il confronto tra gli effetti collaterali della ventilazione tradizionale, che necessita di intubazione tracheale,  e la NIMV non ha bisogno di spiegazioni. Riuscire a prevenire l’intubazione significa sicuramente ridurre l’incidenza di polmonite nosocomiale, che negli ultimi anni si è rivelata una delle principali cause di aumento della mortalità e di prolungamento della degenza dei pazienti nei reparti di terapia intensiva. Inoltre evita gli altri già menzionati temibili effetti collaterali dell’intubazione e della ventilazione meccanica.

INDICAZIONI DELLA NIMV 

La prima indicazione all'uso della NIMV è legata principalmente al deficit di pompa dei muscoli respiratori che si manifesta nelle malattie polmonari croniche ostruttive o neuromuscolari.
Meduri e collaboratori nel 1989 furono i primi ad usare una metodica ventilatoria non invasiva per via facciale in uno studio non controllato su 10 pz affetti da insufficienza ventilatoria acuta, di cui 6 BPCO affetti da grave ipercapnia (~80 mmHg [sangue arterioso]).
La NIMV fu efficace nella correzione dei gas ematici in tutti i pazienti anche se 3 di essi necessitarono di intubazione tracheale a causa di complicazioni subentrate.
Negli anni successivi fiorirono le applicazioni della NIMV nel BPCO riacutizzato.

L'ampia diffusione della metodica e la produzione di ventilatori sempre più sofisticati, di maschere facciali e nasali sempre più versatili, ne hanno favorito l'utilizzo in pazienti affetti da patologie diverse, con grande beneficio degli stessi. Qui di seguito sono elencate alcune indicazioni della NIMV.

La maggiore conoscenza della tecnica, la presenza sul mercato di ventilatori e di accessori sempre più sofisticati, la possibilità di applicare la NIMV nei reparti di Terapia Intensiva e nei dipartimenti di Emergenza rende conto dell'ampliamento delle indicazioni della metodica a una più grande popolazione di pazienti: i degenti nei reparti non intensivi e l'utenza del primo soccorso extraospedaliero, laddove i quadri clinici giustifichino l'utilizzo della metodica.

Tipi di ventilatori in uso presso la nostra UTIR:

La nostra esperienza si riferisce a: 

1. Ventilatori per uso domiciliare, che abbiamo utilizzato per lo svezzamento dei pazienti dai ventilatori tradizionali, nell'ottica di accelerare i tempi di dimissione dalla terapia intensiva e di addestrare il paziente a un programma di ventilazione domiciliare autogestito;
2. Ventilatori tradizionali di terapia intensiva utilizzati in modalità non invasiva, cioè sfruttando adatte maschere nasali e faciali o ancora un accessorio di recente concezione, il casco o scafandro, quali dispositivi di accesso alle vie aeree del paziente, opportunamente collegati dai circuiti per l'ingresso e l'uscita dei gas respiratori dal ventilatore al dispositivo di ventilazione. 

Di seguito sono elencati i modelli di ventilatori domiciliari e tradizionali da noi utilizzati, con le caratteristiche tecniche peculiari.

*

VENTILATORI PER USO DOMICILIARE

I ventilatori per uso domiciliare si distinguono in pressumetrici e volumetrci: i primi vengono impiegati abitualmente per la ventilazione dei pazienti affetti da BPCO e dalla sindrome di apnea notturna. I ventilatori pressumetrici sono macchine dotate di una turbina in grado di sviluppare delle pressioni di lavoro limitata a 25-30 cmH2O. Sono alimentati dalla rete elettrica e non posseggono riserve di alimentazione (batterie). Tale caratteristica ne sconsiglia l'uso nei pazienti privi di drive respiratorio, quali quelli affetti da patologie neuromuscolari nei quali invece è indicato l'uso dei respiratori domiciliari di tipo volumetrico provvisti di un motore elettrico in grado di garantire il volume ventilatorio prefissato alla frequenza respiratoria impostata dall'operatore. Tali macchine posseggono un'alimentazione a corrente ed una a batteria con autonomia di alcune ore. 

Sullivan VPAP II (Res Med) Ventilatore pressumetrico ad alimentazione elettrica
	Caratteristiche tecniche: - pressione inspiratoria da 4 a 24 mbar - pressione espiratoria da 4 a 24 mbar - frequenza respitatoria da 5 a 30 a/m - tempo inspiratorio minimo da 0,2 a 10,8 sec - peso 4 Kg Eroga due livelli di pressione regolabili. E’ possibile regolare il tempo inspiratorio minimo e massimo Consente le modalità: spontanea, spontanea/controllata, controllata (Timed), CPAP

	La regolazione avviene tramite apparecchio esterno da parte del medico. Impostati i parametri respiratori, l’apparecchio est. viene staccato dal ventilatore, per una maggiore sicurezza del paziente, in modo tale da poter essere utilizzato anche a casa.
Il circuito respiratorio consta di un solo tubo che veicola il flusso inspiratorio, l’espirazione avviene tramite un foro presente nella maschera facciale; il filtro antibatterico/umidificatore viene posizionato in prossimità della maschera.

Respironics  Ventilatore pressumetrico modalità di ventilazione: BiPaP ST, ST-D, ST 30 E’ forse il più facile da utilizzare ed uno dei più diffusi per la ventilazione non invasiva. Caratteristiche: pressione inspiratoria       da 2 a 22 cm H2O pressione espiratoria     da 2 a 22 cm H2O frequenza respiratoria    da 4 a 30 a/m  % del tempo inspiratorio   da 10 a 90 peso     intorno ai 4,5-5 kg

EOLE 3 Respiratore volumetrico Indicazione:  ventilazione nei pazienti tracheostomizzati o completamente dipendenti dalla ventilazione meccanica, perché permette di assicurare il tidal impostato Caratteristiche tecniche: Dotato di batteria interna della durata di non meno di 6 ore, e di più sofisticati sistemi di allarme rispetto al pressometrico precedentemente descritto (pressione, apnea, batteria, defaillance elettrica, volume espirato, conc. O2). Non comprende opzione PEEP, è fornito di umidificatore integrato. E’ possibile utilizzare le modalità di ventilazione controllata, assistita/controllata, SIMV, IPPB. E’ fornito sia di trigger di pressione che di flusso e di monitorraggio del volume espirato tramite uno pneumotacografo della Hamilton, volume minuto espirato, frequenza resp., I:E del paziente e FiO2.

Funzioni: volume corrente da 50 a 1900 ml frequenza respiratoria da 5 a 90 atti/min trigger pressione e flusso sensibilità del trigger da – 0,3 mb a -2 mb o da 15 a 98cc/sec (flusso) flusso inspiratorio da 0,4 a 1,5 L/sec rapporto I:E da 1/1 a 1/3,5 peso 9Kg. Circa.

E’ fornito di doppio circuito con la valvola espiratoria situata all’interno del corpo della macchina e lo sforzo inspiratorio viene monitorizzato sempre nella parte interna sulla via inspiratoria.

*1

RESPIRATORI DI TERAPIA INTENSIVA

Il termine respiratore utilizzato per indicare le macchine impiegate in terapia intensiva per ventilare i pazienti critici fa riferimento alle caratteristiche costruttive di tali apparecchi: dalle prime macchine prese a prestito dalla sala operatoria che possedevano caratteristiche limitate alla erogazione di un tidal prefissato e della frequenza respiratoria, si è via via passati alla realizzazione ed uso di respiratori estremamente complessi e sofisticati che, piuttosto che sostituirsi al paziente ne permettessero un'assistenza ed un controllo durante tutto il ciclo respiratorio. I respiratori di terapia intensiva, inoltre, sono dotati di un sistema di monitoraggio dei volumi (inspiratori ed espiratori), delle pressioni (inspiratorie ed espiratorie) e dei flussi. Tali respiratori appartengono alla categoria dei volumetrici, ma consentono di impostare diverse modalità di ventilazione a controllo di volume, di pressione e misto. Il loro impiego nella ventilazione non invasiva in terapia intensiva risiede nelle maggiore efficacia di tali apparecchi rispetto a quelli della ventilazione domiciliare e nella sicura disponibilità nelle rianimazioni. I respiratori utilizzati nella nostra terapia intensiva sono di seguito raffigurati:

Infrasonic Adult Star

Siemens 300 A

I dispositivi che permettono di ventilare i pazienti in modo non invasivo sono rappresentati dalle maschere che si distinguono in:

1. Nasali
2. Facciali

La scelta del tipo di maschera dipende essenzialmente dalla gravità del quadro respiratorio del paziente. Le maschere nasali sono molto ben tollerate e di quelle facciali e sono indicate nel paziente broncopatico in fase stabile, mentre le maschere facciali sicuramente meno confortevoli vanno impiegate nel paziente in fase di scompenso che utilizza sopratutto la bocca per respirare. 

MASCHERE e CASCO

La maschera nasale a flangia (Sullivan) è fornita di 2 fori, quello di cui sopra, ed un altro che consente l’attacco dell’O2. E' presente un adattatore dotato di foro per l’innesto dell’O2.

L’uso alternato delle protesi facciale e nasale consente di variare i punti di appoggio delle stesse sulla cute, riducendo ulteriormente i rischi di lesioni cutanee. L'uso di mentoniere durante ventilazione nasale per ridurre le perdite aeree non ha dato invece risultati positivi. La maschera nasale possiede l'indubbio vantaggio di permettere la possibilità di parlare e di alimentarsi naturalmente. E' importante educare il paziente a che la bocca sia chiusa per evitare eccessive perdite di aria.

La maschera facciale ha incorporato un "cuscino" gonfiabile ad alta compliance e a bassa pressione di insufflazione per migliorare l'aderenza alla faccia, anche se spesso è più traumatica per il naso; per permettere un più completo controllo delle perdite alcune sono ripiene di silicone per minimizzare lo spazio morto. Questo tipo di maschera ha l'inconveniente di non permettere la possibilità di parlare o alimentarsi.

Le olive nasali (sistema di Adams) vengono utilizzate nei pazienti che vengono ventilati a lungo, ma non è stato dimostrata una loro superiorità rispetto alle maschere più tradizionali.

Un nuovo dispositivo è rappresentato dal "casco" (vedi figura sotto), che viene fatto indossare dal paziente in modo da circondarne l'intera testa. Il casco può essere impiegato in ventilazione non invasiva ed in CPAP. La tenuta del casco, realizzato in PVC trasparente, è garantita da un collare estensibile che si adatta al collo del paziente. Il casco della capienza di 5 litri presenta un anello rigido dotato di due fori attraverso i quali può essere fatto fuoriuscire un sondino naso-gastrico ed introdurre una cannuccia per permettere l'apporto di liquidi senza interrompere la ventilazione. Ai due lati del casco sono presenti due fori muniti di raccordi ai quali applicare le vie inspiratoria ed espiratorie del circuito nella ventilazione a circuito chiuso, o la via inspiratoria del circuito nella ventilazione a circuito aperto avendo cura di collegare una valvola espiratoria regolabile all'estremità opposta del casco. Il casco è fissato al paziente con due cinghie regolabili che vengono fatte passare sotto il cavo ascellare ed ancorate all'anello rigido. Il casco è ben tollerato anche dal paziente dispoico e può essere mantenuto in modo prolungato senza rischio di lesioni da decubito. 
Dalle prime esperienze cliniche, tale dispositivo si è dimostrato particolarmente efficace nel paziente ipossico, in quanto permette elevati flussi di ossigeno; uno dei principali inconvenienti del casco, tuttavia, è rappresentato dall'impossibilità di regolare il volume dei gas da erogare e dal rischio di rebreathing, soprattutto nel paziente ipercapnico. A tale scopo è disponibile un casco di minori dimensioni e di materiale plastico più rigido in modo da ridurre la compliance del sistema.  

Bibliografia

1. Bersten AD, Holt AW, Vedig AE, et al Treatment of severe cardiogenic pulmonary oedema with continuous positive airways pressure delivered by face mask. The Lancet, vol.356 N.9248 23/12/2000

2. Meduri GU, Conoscenti CC, Menashe P, Nair S. Noninvasive face mask ventilation in patients with acute respiratory failure. Chest 1989 Apr;95(4):865-70

3. Brochard L, Isabey D, Piquet J, Amaro P, Mancebo J, Messadi AA et al. Reversal of acute xacerbations of chronic obstructive lung disease by inspiratory assistance with a face mask.. N Engl J Med 1990 Nov 29;323(22):1523-30.

4. Rowin J, Meriggioli MN. Noninvasive ventilation allows gastrostromy tube placement in patients with advanced ASL Neurology 2001 Feb 13;56(3):413-414

5. Meduri GU, Abou-Shala N, Fox RC, Jones CB, Leeper KV, Wunderink RG. Noninvasive face mask mechanical ventilation in patients with acute hypercapnic respiratory failure. Chest. 1993 Apr; 103(4):1304-5. 

6. Marino W. Intermittent volume cycled mechanical ventilation via nasal mask in patients with respiratory failure due to COPD. Chest 1991 Mar;99(3):681-4 

7. Vitacca M, Rubini F, Foglio K, Scalvini S, Nava S, Ambrosino N. Non-invasive modalities of positive pressure ventilation improve the outcome of acute exacerbations in COLD patients. Intensive Care Med 1993;19(8):450-5 

8. Bott J, Carroll MP, Conway JH, Keilty SE, Ward EM, Brown AM, et al. Randomised controlled trial of nasal ventilation in acute ventilatory failure due to chronic obstructive airways disease. Lancet 1993 Jun 19;341(8860):1555-7 

9. Brochard L, Mancebo J, Wysocki M, Lofaso F, Conti G, Rauss A, et al. Noninvasive ventilation for acute exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease. N Engl J Med. 1995 Sep 28;333(13):817-22. 

10. Antonelli M, Conti G, Rocco M, Bufi M, De Blasi RA, Vivino G, Gasparetto A, Meduri GU et al .A comparison of noninvasive positive-pressure ventilation and conventional mechanical ventilation in patients with acute respiratory failure. N Engl J Med. 1998 Aug 13;339(7):429-35. 

11. Girou E, Schortgen F, Delclaux C, Brun-Buisson C, Blot F, Lefort Y et al. Association of noninvasive ventilation with nosocomial infections and survival in critically ill patients. JAMA 2000 Nov 8;284(18):2361-7

12. Torres A, Aznar R, Gatell JM, Jimenez P, Gonzalez J, Ferrer A et al. Incidence, risk, and prognosis factors of nosocomial pneumonia in mechanically ventilated patients. Am Rev Respir Dis 1990 Sep;142(3):523-8 

13. Meduri GU, Mauldin GL, Wunderink RG, Leeper KV Jr, Jones CB, Tolley E et al Causes of fever and pulmonary densities in patients with clinical manifestations of ventilator-associated pneumonia. Chest 1994 Jul;106(1):221-35 

14. Korber W, Laier-Groeneved G, Criee CP.Endotracheal complications after long-term ventilation. Noninvasive ventilation in chronic thoracic diseases as an alternative to tracheostomy Med Klin 1999 Apr;94(1 Spec No):45-50 

15. Wigder HN, Hoffmann P, Mazzolini D, Stone A, Scholly S, Clark J. Pressure support noninvasive positive pressure ventilation treatment of acute cardiogenic pulmonary edema. Am J Emerg Med 2001 May;19(3):179-81 

16. Varon J, Walsh GL, Fromm RE Jr. .Feasibility of non invasive mechanical ventilation in the treatement of acute respiratory failure in postoperative cancer patients. J Crit Care 1998 Jun;13(2):55-7 

17. Nugent AM, Smith IE, Shneerson JM Domiciliary-assisted ventilation in patients with myotonic dystrophy. Chest 2002 Feb;121(2):459-64 

18. Hess D. Ventilator modes used in weaning Chest 2001 Dec;120(6 Suppl):474S-6S 

19. Auriant I, Jallot A, Herve P, Cerrina J, Le Roy Ladurie F et al Noninvasive ventilation reduces mortality in acute respiratory failure following lung resection. Am J Respir Crit Care Med 2001 Oct 1;164 

20. Galstian GM, Fedanov AV, Kesel'man SA, Shulutko EM, Gorodetskii VM. Noninvasive ventilation of the lungs in the treatment of acute respiratory failure in immunocompromised patients Article in Russian Anesteziol Reanimatol 2001 May-Jun;(3):23-7 

21. Antonelli M, Costa R, Di Nunno S, Mercurio G. Acute respiratory failure in organ transplantation and immunodepressed patients Recenti Prog Med 2001 May;92(5):350-4 

22. Meduri GU, Fox RC, Abou-Shala N, Leeper KV, Wunderink RG. Noninvasive mechanical ventilation via face mask in patients with acute respiratory failure who refused endotracheal intubation. Crit Care Med 1994 Oct;22(10):1584-90