1 INSPIRACIÓN - ESPIRACIÓNPresión transpulmonar Ptp = Ppl - PA = Pes - Paw Dijimos que para que haya flujo tiene que haber una diferencia de presión. Pues bien en el caso de la inspiración y en ventilación espontánea esa dif. de presión estará establecida por reducción de la presión alveolar respecto a la presión atmosférica. La caída de la presión alveolar es producto de la disminución de la presión pleural generada x la contracción de los músculos inspiratorios que expanden la caja torácica. Aquí el Vi será como vemos PB-Pa/R. Bajo Vent.m mecánica la aplicación de presión positiva en la v.aérea superior es la que determina la existencia del gradiente con el alvéolo. . .
2 . . Características Dinámicas: RESISTENCIA A B D C R = -------- V PcmH2O/l/s PARA QUE SE GENERE UN FLUJO DE GAS ENTRE DOS PUNTOS DEBE HABER UNA DIFERENCIEA DE PRESIÓN entre ambos. Esta diferencia debe superar las fuerzas friccionales que se oponen al flujo. La R es una medida del flujo de aire y de la presión de impulso(DRIVING) para adquirir ese flujo . P V = R .
3 MECÁNICA - RESISTENCIA90% Resistencia total: - Rrs R pulmonar =Raw + R tejidos R pared torácica - R tubo endotraqueal Cuando hablamois de R nos referimos a a la vía aérea ya que el 90% de la R se debe a las furerzas friccionales de las vías aéreas. Sin embargo aprox. Un 10% corresponden a la oposición friccional del pulmón y de las estructuras de la caja torácica. Es la oposición al flujo de gases dentro del sistema respiratorio como consecuencia de las fuerzas friccionales.
4 Características Dinámicas: RESISTENCIALey de Poiseuille: Presión x x r4 Flujo = 8 x l x visc 8.n.l R= .r4 (condiciones de flujo laminar) Lo que quiere decir esto es que ante flujo laminar la R varía en forma proporcional a la viscosidad del gas inhalado y a la longitud de la v. Aérea. Como estos son constantes, la Resistencia varía esencialmente con los cambios en el radio de la v. Aérea. Una disminución relativamente pequeña del radio produce notables aumentos de la RVA.
5 Características Dinámicas: RESISTENCIAEn flujo turbulento se producen torbellinos por velocidades de flujo elevadas, por estructuras irregualres de las paredes. Esto lleva a aumento de la R aunque el calibre de la vía aérea se mantiene igual En condiciones de flujo turbulento la Raw es > aunque el calibre de la vía aérea sea el mismo Flujo Laminar: R proporcional a r -4 Flujo Turbulento: R proporcional a r -5
6 Características Dinámicas: RESISTENCIADe hecho en los tubos orotraqueales predomina el flujo turbulento La contribución de los tubos orotraqueales dependerá del calibre, del diámetro
7 Características Dinámicas: RESISTENCIAVolumen Pulmonar Ciclo respiratorio Viscosidad Calibre vía aérea( r de curvatura) Conductancia Como la R al flujo depende del tamaño de las vías aéreas está conscuentemente influenciado por el Volumen pulmonar y a través de esto por la pr. de retracción elástica Es < a TLC y > a Volumen Residual También varía según el ciclo resp.: en inspiración es < por el efecto de tracción sobre la vía aérea que ejerce el parénquima pulmonar distendido sobre las vias aéreas La Resistencia no es informativa sin el conocimiento del volumen pulmonar en que fueron hechas. La Relación Vol y Resistencia como vemos en el gráfico es casi parabólica y la reciproca de la resistencia que es la conductancia es lineal con el Vol. Pulmonar. A > Vol. Hay < Resistencia y esto implica + alta presión transpulmonar
8 FUERZAS ELÁSTICAS (ESTÁTICAS)Para que se realice la inspiración una de las fuerzas que tienen que vencerse es la oposición que ejerce el sist. Resp. a sufrir un cambio de forma. Esta fuerza comprende a las propiedades elásticas del sistema respiratorio, también llamadas estáticas por que no se relacionan con Flujo y se obtienen precisamente en condiciones de flujo 0. Estas propiedades elásticas están caracterizadas por la obtención de un bucle P/V. Definir la curva. En absica la presión en ordenadas el volumen. La pendiente de esta curva permite definir la elastancia del sistema resp. O su inversa que es la compliance o distensibilidad del sistema respiratorio. Así elastancia es definida por la variación en la presión por unidad de cambio de volumen, pero en la práctica se utiliza más el término compliance , que es la recíproca de la elastancia esto es cambio de volumen por unidad de cambio de presión, presión necesaria para producir un cambio de volumen. Es más propio hablar de elstancia, que es lo que hacemos cuando construimos un bucle P/V, esto es introducimos Vol. y vemos que cambio de pre produce. Presión Elastancia = Volumen Volumen Compliance= Presión
9 FUERZAS ELÁSTICAS (ESTÁTICAS)Curva P/V Normalmente y en situación de equilibrio la respiración ocurre a partir de volumen corriente, la zona de < trabajo respiratorio. Como observamos en la diapo la CRF se inscribe cuando la retracción elástica pulmonar equivale a la tracción de la caja torácica para expandir el torax , se contrabalancean las 2 fuerzas.
10 FUERZAS ELÁSTICAS (ESTÁTICAS)CURVA ESTÁTICA P/V Si observamos un curva P/V podemos apreciar varias cosas: 1- La magnitud del cambio de presión ante un cambio de volumen no es igual en ambas fases respiratorias. Como vemos durante la inspiración hay cambios + acentuados de presión ante variaciones en el volumen que en la parte espiratoria. Es decir la presión requerida para insular el pulmón es > que la requerida para evitar su colapso. Entonces se produce una diferencia de volumen ante cada medición de presión que se llama histéresis. 2- La curva P/V tiene una parte con tendencia horizontal(pequeños aumentos de volúmenes requieren acentuados cambio de presión, par luego verticalizarse y entrar en una parte de pendiente vertical, la parte más compliacente. La uníòn de estos 2 sectores es el punto de inflexión inferior. Si continuamos con la insuflación hay otro punto de inflexión de la curva : el pto de inflexión superior, luego del cual la curva se horizontaliza nuevamente. En condiciones normales esta pto corresponde a que se alcanza la TLC a cmH2O. A este nivel las fuerzas elásticas toracopulmonares tienden a retraer el pulmón. Esta construcción de la curva con estos puntos bien delineados se aprecia en especial ante situaciones patológicas como el SDRA.
11 FUERZAS ELÁSTICAS (ESTÁTICAS)WOB: el esfuerzo muscular requerido para elevar el vol.pulmonar por arriba de la CRF durante la insp. es una forma de work. Parte de este W es utilizado en vencer en distender el tejido toracoìlmonar y parte en vencer la resistencia friccional, el w resistivo-friccional.. Estos componentes elástico y friccionales del W están afectados a diferntes vol. Pulmonares. A bajo volumen las vías aéreas son < y la R y por ende el W resistivo es >. A > Vol por su parte el mísculo debe hacer más W elástico para mantener y distender los pulmones. El relajado FRC es el volumen al cual las fuerzas elásticas del pulmón y la caja torácica están balanceadas, y por ende en que el W para respirar es <(todo esto es del Albert) TLC V.R. CRF
12 FUERZAS ELÁSTICAS (ESTÁTICAS)Un pulmón fácil de distender significa que las resistencias elásticas están disminuídas, que la elasticidad está disminuída y por ende tiene baja elastancia o alta compliance. En cambio un pulmón dífícil de distender tiene resistencia elástica aumentada y tiene baja compliance o elevada elastancia por su tendencia a volver a la posición inicial y no aceptar un cambio de volumen. En asma y enfisema la CRF están aumentadas y la curva P/V está desviada hacia arriba y a la izquierda. El slope de la curva es >, esto es la compliance es más alta para el enfisema y el slope es normal para el asma.(en el enfisema hay pérdida de la elasticidad y no en el asma puro, no está afectada el tejido pulmonar en sí mismo.) En Fibrosis o en desorden restrictivos la CRF está reducida y la curva desplazada hacia abajo y a la derecha, el slope está reducido, esto es la compliance es más baja en la fibrosis mientras que el slope es normal en la obesidad.
13 Curva Presión/Volumen
14 FUERZAS ELÁSTICAS (ESTÁTICAS)Presión necesaria para la distensión alveolar Presión aplicada Radio del Alvéolo Tensión superficial 2 x T P= r ( Ley de Laplace) La presión necesaria para distender un alvéolo también depende del radio del alvéolo y de la tendencia de los mismos de colapsarse al final de la espiración. Según vemos la ecuación de Laplace: directamente proporcional a la tensión e inversa al radio. A < tamaño del alvéolo al comienzo de la inspiración, > la presión que se necesitará para distenderlo. T a su vez es la tensión de superficie que lo induce al colapso. En el pulmón al haber surfactante esto está minimizado, ya que el surfactante se opone a la tensión superficial Compliance pulmonar Propiedades elásticas Surfactante
15 FUERZAS ELÁSTICAS (ESTÁTICAS)El rol del surfactante y su relación respecto a la curva P/V fue investigado por Neergard en 1929.: insufló el pulmón de un gato con aire y obtuvo esta curva p/v. Si lo insuflaba con SS obtuvo esta otra curva: desviación hacia arriba y hacia la izquierda y desaparición de la histéresis. Esto significa que que la SS abolió la tensión superficial y como obviamente no afectó las estructuras elásticas del pulmón, esta observación implica que una buena parte de las fuerzas de retracción elástica del pulmón y que hacen que la presión para distenderlo sea mayor, están dadas por esa tensión de superficie. Luego Pattle(1963) estudiando el líquido de la vía aérea de animales sometidos a gases nocivos observó que había burbujas muy estables: surfactante. Surfactante produce: reduce la tensión de superficie con lo que incrementa la compliance del alvéolo y por ende reduce el W para abrirlo y estabiliza los alvéolos. D/a a la ley de Laplace la presión dentro de La burbuja es proporcional a tensión de superficie e inversa al radio. D/A al gráfcio siguiente si ambas burbujas tienen la misma tensión de superficie, la presión en la burbuja A es mayor porque es más pequeña y la burbuja A infla la burbuja B. El rol del surfactante será reducir la tensión de sup. en la burbuja A y de esta modo disminuir su presión y promover su estabilidad. El surfactante tiene otro rol que es mantener al alvéolo seco. Así como la tensión de sup. tiende a colapsar el alvéolo, además tienden a DRAW fluido dentro del espacio alveolar desde los capilares. Al reducir estas fuerzas el surfactante previene la trasudación de fluído. Surfactante Reduce la Tensión de superficie: > compliance (< W para abrirlos) Estabiliza los alvéolos Mantener los alvéolos “secos”
16 CONSTANTES DE TIEMPO Cuando una PRESIÖN es aplicada a un circuito se produce un cambio de VOLUMEN. El cambio de Volumen dependerá de la Compliance del Sistema (resp.) Vol. Max = Pres x Csr Para que el cambio de Vol. ocurra se necesita tiempo La constante de t describe cuan rápido el sistema respiratorio responde a una pertubación mecánica externa. La velocidad del proceso es la Constante de tiempo IMPEDANCIA DEL SISTEMA RESPIRATORIO (R x C)
17 CONSTANTES DE TIEMPO 1 37% 2 13% 3 5% Constantes de TiempoVolumen Residual 1 37% 2 13% 3 5%
18 . CONSTANTES DE TIEMPO Pel que impulsa Compliance el Ve · ENFISEMA CTe Ve por oposición friccional Resistencia En ARDS la < CTe explica que los alvéolos se vacían rápido y que altas fr. resp. pueden no dar atrapamiento aéreo. También se llenan rápido ya que las Cti también son rápidas por lo que muchas veces la prolongación excesiva del ti no produce beneficio. Pel que impulsa el Ve Compliance SDRA CTe < calibre pequeña vía aérea Resistencia < proporcionalmente
19 MECÁNICA - AutoPEEP Causas Hiperinflación dinámica:Con colapso dinámico de V.A.,por limitación al flujo (EPOC) Sin colapso dinámico, por elevado VM y Te insuficiente. Espiración activa. No siempre AUTOPPEP es indicio de hiperinsuflación dinámica. Esto ocurre ante vigorosa contracción de músculos espiratorios que persiste al fin de la espiración y que eleva la presión alveolar, incluso impidiendo hiperinsuflación
20 TRABAJO RESPIRATORIO Realizado sólo cuando la presión generada por los músculos (y /o el respirador) resulta en un cambio de volumen. W = P V Trabajo: - elástico (depende de V, Crs y autoPEEP) - resistivo (determinado por V y Raw) . W realizado por el paciente (Wpat) Medida por Bucles P/V (Pesofágica) W realizado por el ventilador (Wvent) Medida por Bucle P/V
21 Respiración espontáneaTRABAJO RESPIRATORIO El W para vencer la resistencia elástica es toda esta áerea. En la figura B está incluído el W para vencer la rsisitencia al flujo. El tabajo para la inspiración es la suma de los 2 Ventilación mecánica Respiración espontánea
22 ECUACION DEL MOVIMIENTO DEL SISTEMA RESPIRATORIOP = (Flujo x R) (Vt x E) AutoPEEP W resistivo: presiones relacionadas al Flujo Pmeseta: presiones relacionadas a la distensión Autoppep: carga elástica umbral Trabajo Resistivo Trabajo elástico Trabajo elástico umbral
23 en respiración espontáneaNormal > RVA a CRF Hiperinflación Vt Flujo Ptp W resistivo = RVA Trabajo respiratorio en respiración espontánea W elástico no umbral = Crs W elástico umbral = PEEPi
24 Mecanismos de hipoxemiaHipoventilación Reducción de la PiO2 Reducción de la FiO2 Reducción de la PB Trastornos de la difusión Alteraciones V/Q Shunt Mecanismos extrapulmonares
25 Hipoventilación Aumento de la PACO2
26 Reducción de la PiO2 Reducción de la FiO2 Reducción de la PBGases extraños Reducción de la PB Grandes alturas
27 Trastornos de la difusiónAlto margen de seguridad Compromiso en estados de enfermedad pulmonar muy avanzada La reducción de la PiO2 o el aumento de CO pueden evidenciar el trastorno
28 Alteraciones V/Q
29 ÍNDICES de OXIGENACIÓNPermiten evaluar la PaO2 medida en relación con la FIO2 P(A-a)O2 - Sencillo. Varía con la FIO2 y la edad. Normal (FIO2 0.21) = 5-15 mmHg Pa/AO2 - Más estable ante cambios de la FIO2 Normal > 0.60 Pa/FI O2 - Fácil de calcular. Muy utilizado. No considera la PaCO2 del paciente. Normal > 400
30 P(A-a)O2 y P(a/A)O2 según FiO2
31 Shunt y respuesta al aumento de la FiO2
32 INSUFICIENCIA RESPIRATORIAIMPORTANTE (> 400) MODERADO LEVE / MODERADO EFECTO DE FIO2 1 EN LA PaO2 NO SIGNI-FICATIVO LIMITACIÓN EN LA DIFUSIÓN IMPORTANTE (PATRÓN UNIFORME) IMPORTANTE (PATRÓN NO UNIFORME) LEVE/ MODERADA LEVE / MODERADA ALTERACIÓN V/Q AUSENTE / LEVE LEVE IMPORTANTE SHUNT ASMA EPOC NEUMONÍA ARDS MECANISMO