LA VENTILAZIONE NON INVASIVA NELL’ INSUFFICIENZA RESPIRATORIA ACUTA
Il termine insufficienza respiratoria acuta (IRA) si riferisce ad una grave compromissione degli scambi gassosi che richiede la ventilazione meccanica (VM) che è una tecnica di ventilazione polmonare artificiale che mira a correggere l’acidosi respiratoria alleggerendo il lavoro respiratorio, migliorando la dispnea mentre con un appropriato trattamento farmacologico si tenta di correggere la causa determinante la IRA. Tradizionalmente l’ interfaccia è rappresentata da un tubo endotracheale (TET) , una metodica invasiva, violenta che non utilizza la cooperazione del malato ed è associata a potenziali complicanze . Infatti il tubo endotracheale diviene poi di per sé un elemento di rischio per la sopravvivenza del malato. Prima il paziente viene stubato maggiori sono le possibilità di sopravvivenza. Poiché l’allontanamento dalla ventilazione meccanica è dipendente dal medico e dal malato, il successo dello svezzamento è variabile. Negli ultimi 30 anni sono stati introdottei metodi di VM non invasiva (VMNI) che somministra un’assistenza ventilatoria senza una via aerea artificiale (TET) ed è una valida alternativa alla ventilazione meccanica per via di un tubo endotracheale. Oggi la VMNI è indicata, i in ogni forma e grado di insufficienza respiratoria compreso il coma ipercapnico.
La VMNI evita le complicanze della IOT a diversi livelli:
- All’inserzione del TET: intubazione difficile, trauma ai denti, bocca e faringe, aritmie, ipotensione iatrogena)
- A causa della presenza del TET: Polmonite associata alla ventilazione meccanica (VAP), sinusite, ridotta clearance mucociliare, impossibilità di parlare di mangiare e bere.
- Post-estubazione: disfunzione delle corde vocali, stenosi tracheale.
- Sedazione: instabilità emodinamica, ritardo di svezzamento, abolizione della tosse, ridotta mobilità intestinale.
Modalità della VMNI
La VMNI utilizza diverse modalità di assistenza ventilatoria, usando varie tipologie di ventilatori prevalentemente portabili inquadrabili nella categoria a pressione positiva continua –CPAP- o a pressione positiva intermittente - PPI –con o senza CPAP e si svolge nelle Unità di terapia intensiva respiratoria (UTIR) dove oltre al monitoraggio continuo dei parametri vitali vi è la possibilità di procedere alla IOT ed alla tracheostomia onde procedere senza indugio alla ventilazione meccanica invasiva nel caso di insuccesso.
Vantaggi della VMNI nella IRA
- Non è invasiva: facilità di applicazione anche intermittentemente e di rimozione , comoda per il malato, riduce la necessità di sedazione e di monitoraggio invasivo.
- La bocca è libera: è quindi possibile parlare ed ingoiare, fare aerosol terapia. Inoltre è preservata la tosse e viene ridotta la necessità di sondino nasogastrico.
- Si evitano le complicazioni della TET: precoci locali e da aspirazione e tradive quali danni all’ipofaringe, laringe e trachea nonché le infezioni nosocomiali.
- La ventilazione è efficace a pressioni più basse.
- Minore rischio di ritardare la IOT in caso di insuccesso della VMNI
Svantaggi della VMNI
- Sistema: lenta correzione delle anormalità degli scambi gassosi, maggior tempo iniziale necessario per il sistema, distensione gastrica.
- Maschere: perdite aeree, ipossiemia accidentale per casuale rimozione, irritazioni oculari, congestione nasale, eritema facciale, ulcerazioni della radice nasale, fastidi e scomodità.
- Perdita di accesso alle vie aeree: per aspirazione delle secrezioni, e per poter eseguire la broncoscopia
Controindicazioni assolute della VMNI
- Pause respiratorie con contrazioni tonicocloniche
- Arresto respiratorio e severa ipossiemia che richiedono l’immediata IOT
- Agitazione e mancata cooperazione in paziente che richiede sedazione
- Bradicardia con stato di incoscienza
- Instabilità emodinamica , aritmie potenzialmente fatali, infarto miocardico.
- Coma diverso dalla carbonarcosi, paralisi bulbare, rischio di aspirazione
Controindicazioni relative.
- Trauma acuti e deformità facciali o recente chirurgia
- Aerofagia in corso di esofagoectomia ed anastomosi esofagee
- Abbondanti secrezioni
- Obesità patologica > 200% del peso corporeo ideale.
Procedura generale
La sede più adeguata dove praticare la VMNI è l’Unità di terapia intensiva respiratoria (UTIR), dove è disponibile un organico che rispetti il rapporto ottimale medico-infermiere-paziente e, aspetto fondamentale per l’accreditamento della struttura, deve essere una sezione dedicata ma integrante del reparto di degenza ordinaria della Pneumologia con cui si instaura in qualsiasi momento un flusso bidirezionale di pazienti verso e dall’UTIR. Infatti, a differenza delle Unità di terapia intensiva tradizionale (UTI) dette anche “Rianimazioni”, dall’ UTIR è possibile dimettere il paziente.
Il protocollo generale per la VMNI prevede:
- Indicazioni
- Interfaccia ( maschere, ogive nasali, elmetto)
- Regolazione del ventilatore
- Iniziale assemblaggio
- Criteri per interrompere la VMNI (WEANING)
Indicazioni della VMNI( VPPI e VPNI)
La VMNI utilizza ventilatori sia a pressione positiva che negativa intermittente (VPPI, VPNI ) od a pressione continua prevalentemente in pazienti con esacerbazioni della broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) con severa dispnea a riposo, con insufficienza respiratoria acuta a patto che siano coscienti e collaboranti. Attualmente è adottata anche in pazienti con insufficienza respiratoria acuta come l’ARDS con ipossiemia refrattaria a 100% FiO2 o con PaO2 : FiO2 < 200, severa dispnea a riposo, FR>35 arm ed attivazione dei muscoli respiratori.
La carbonarcosi rappresenta l’unico coma trattabile con VMNI. Ne casi più gravi l’insuccesso può emergere dalla ipossiemia severa PaO2/FiO2, <200% intrattabile, recente IMA con instabilità emodinamica, edentulia e claustrofobia.
La ventilazione a pressione negativa intermittente(VPNI)
Polmone d’acciaio.
Tra il 1928 e 1050 si trattarono centinaia di pazienti con insufficienza respiratoria poliomielica tramite la ventilazione negativa intermittente (VPNI). Negli USA era allora usato il polmone d’acciaio dei fratelli Drinker ( the iron lung), poi modificato da Emerson, chiamato tank respirator e successivamente universalmente denominato polmone d’acciaio. Fu merito di Gunella nel 1966 aver ideato e realizzato un nuovo tipo di polmone d’acciaio il Pulmolife –GSP 7/69 poi successivamente modificato nei modelli CZ 8OO, C900 e CA1001 ad opera delle Officine Coppa di Biella. In seguito furono introdotti altri ventilatori a pressione negativa intermittente quali il poncho wrap ( tunica a pagliaccetto) e la corazza utilizzati prevalentemente per il trattamento della insufficienza respiratoria poliomielitica, nello svezzamento della VNI ed in riabilitazione respiratoria. Il poncho consiste in una tuta lavabile, impermeabile in goretex dal colo ai piedi e di un guscio rigido sul quale si sdraia il malato. La tuta riveste tutto e viene legata con cintura alle anche. Il motore aspira l’aria contenuta nel sistema e determina una pressione negativa intermittente con oscillazione intorno a – 6O cmH2O.
Negli anni successivi, con lo sviluppo della ventilazione meccanica invasiva a pressione positiva intermittente la VPNI è stata utilizzata poco anche se in Europa ed in Italia in particolare ha sempre avuto estimatori specie per il trattamento della insufficienza respiratoria cronica riacutizzata .
Negli ultimi 10 anni l’efficacia della VPNI è stata confermata specie nel trattamento della insufficienza respiratoria acuta in cronica (IRAC), tipica complicanza della broncopneumopatia cronica riacutizzata (BPCO).
Il polmone d’acciaio produce una ventilazione a pressione negativa (subatmosferica) intermittente(VPNI) in fase inspiratoria con possibilità di applicare una pressione positiva durante la fine della espirazione. Il paziente viene messo interamente nel cassone ad eccezione della testa che rimane all’esterno. Il motore è controllato da un microprocessore con fasi regolabili in base al tempo inspiratorio ed espiratorio dal movimento di un pistone a pompa cilindrica ( del tipo pompa di Starling impiegata dai fisiologi) che produce delle oscillazioni di pressione all’interno del cassone ad andamento sinusoidale. Due fughe d’aria regolate da valvole inspiratoria ed espiratoria, modificano in regime sinusoidale a seconda delle regolazioni volute i livelli pressori desiderati. Il polmone d’acciaio è dotato di oblò e di buchi a tenuta che permettono di introdurre le mani o tubi per le fleboclisi, cavi di monitoraggio e cateteri. La testa del paziente è adagiata del box appoggiata comodamente sul guanciale. La pressione negativa / positiva supera 800 mmH2O, la durata della fase inspiratoria può variare da O,4 a 6 sec. Come anche la durata della fase espiratoria può essere impostata tra 0,4-6 sec. E può essere variata al bisogno in rapporto al tipo di malattia , la pausa di fine inspirazione/espirazione è dovuta ad un effettivo arresto del motore e può essere regolata 0,3-1,9 sec e la sua regolazione consente di variare la FR ed è dotato di un monitor che indica sia la frequenza respiratoria che le curve di pressione in/espiratorie all’interno del box che è dotato di riscaldamento e di illuminazione. La VPNI asseconda il normale meccanismo della ventilazione e può essere iniziato da un trigger a flusso applicato alle narici del paziente . La ventilazione negativa esterna si accosta molto da vicino alla respirazione fisiologica con la differenza che la pompa toraco-polmonare lavora “ sotto vuoto” un po’ come in fisiologia spaziale .Osservando il corpo del malati inserito nel polmone d’acciaio funzionante si nota come nella fase inspiratoria si verifica un marcato sollevamento del torace e dell’addome mentre la testa viene risucchiata verso l’interno del box pur rimanendo bloccata all’esterno dal collare a tenuta di pressione. Si notano anche significative ripercussioni emodinamiche.
I vantaggi di trattare la IRA con la VPNI sono:
- Assenza di invasività (non richiede la intubazione OT)
- Bassi costi
- Facilità d’impiego
- Buona efficacia ventilatoria con messa a riposo dei muscoli respiratori
- Svezzamento (weaning) agevolato nei pazienti intubati in VPI
Il razionale di trattare la IRA con la VPNI
La VMNI nell’IRA ipossiemica riduce il lavoro respiratorio, corregge la respirazione rapida e superficiale, previene la fatica e la IOT. Nella caso di esacerbazione della BPCO con IRAC si deve eliminare l’auto-PEEP, ridurre il lavoro respiratorio, la PaCO2, ripristinare il pH normale, ripristinare la funzione diaframmatica.
Gli svantaggi e controindicazioni della VPNI sono:
- Difficile monitoraggio e misura dei parametri ventilatori
- Possibilità di ostruzione delle vie aeree superiori con caduta indietro della lingua
- Possibilità di inalazione di materiale gastrico
La VPNI è indicata nella IRA secondaria a BPCO, m. neuromuscolari, m .restrittive ed in vari tipi di paralisi del frenico.
La ventilazione a pressione positiva intermittente (VPPI )
Il tipico percorso del malato con IRA o IRAC prevede l’arrivo al pronto soccorso dove viene posta la diagnosi di insufficienza respiratoria. Da questo momento in poi inizia la verifica dell’indicazione alla VMNI. Se la disponibilità tecnologica lo consente, conviene iniziare come prima scelta con la VPNI con il polmone d’acciaio e, se questa si rivela inefficace o controindicata entro le prime 2 ore di trattamento, si passa alla VPPI in maschera facciale come prima scelta.
L’uso integrato della VNI e della VPPI offre alcune possibilità in più per identificare con chiarezza il paziente destinato alla VMI.
La storia della VPPI inizia e coincide con l’introduzione, negli anni 80, delle maschere nasali utilizzate per la ventilazione meccanica a pressione positiva continua ( continuous positive airway pressure ( CPAP ) per il trattamento delle apnee ostruttive del sonno ( obstructive sleep apnea sindrome, OSAS ).
Le stesse maschere vennero usate per collegare i pazienti ai ventilatori a pressione positiva intermittente (ventilazione a pressione positiva intermittente non invasiva VPPNI ) ciclati a pressione-pressometrici- od a volume-volumetrici.
Interfaccia iniziale (collegamento paziente ventilatore tramite maschera)
Si deve illustrare la tecnica e rassicurare il paziente. Scegliere all’inizio una maschera facciale. Mantenere la maschera in situ manualmente fino a che il paziente non stia comodo e non sia ben sincronizzato con il ventilatore. Rassicurarsi che la maschera non stringa troppo, proteggere la pelle con adesivi per evitare abrasioni e necrosi della radice del naso. Rassicurarsi che due dita possano passare sotto gli elastici e permettere che si possa esalare una piccola quantità di aria attraverso la maschera. Numerosi studi hanno dimostrato l’efficacia delle maschere del tipo nasale o facciale od oronasale.
Fermamente ma non rigidamente applicate alla faccia con elastici che circondano la testa le maschere facciali permettono alte pressioni di ventilazione con minori perdite e permettono la respirazione orale con meno disagio per il paziente al quale è richiesta una minore cooperazione. Gli svantaggi consistono nel produrre maggiore fastidio, impedire l’introduzione di cibo via orale e la comunicazione. Le maschere nasali richiedono pervietà del naso e bocca chiusa per minimizzare le perdite, ma nel complesso vengono meglio tollerate. I principali inconvenienti sono le lesioni cutanee a carico del naso in parte evitabili con meccanismi protettivi, le perdite d’aria dirette alle regioni oculari, la apertura della bocca che può ridurre l’efficacia della ventilazione meccanica. La maschera facciale od oronasale, meno tollerata specie dai pazienti vigili, consente di ridurre le perdite d’aria e può essere utilizzata con volumi correnti relativamente bassi valutabili intorno a 5-7ml/kg . Questo tipo di maschera ha lo svantaggio di aumentare la spazio morto respiratorio. Altri problemi sono legati a difficoltà nella eliminazione delle secrezioni e nella gestione generale del malato. I migliori risultati si ottengono con maschere dotate di fissaggio laterale rispetto a quelle con fissaggio anteriore poiché danneggiano meno il volto e offrono una tenuta maggiore. A tutto il 2002 numerosi studi eseguiti su centinaia di malati hanno dimostrato senza ombra di dubbio che la VMNI utilizzando questo tipo di maschere con ventilatori volumetrici presenta una percentuale di successi del 80% mentre il rimanente viene trattato con pressure support ventilation o con VM invasiva tramite intubazione OT.
La posizione della testa sul letto a 35°. Scegliere la maschera della corretta misura; evita se possibile il sondino nasograstrico .
- La maschera nasale offre un piccolo spazio morto ( 105 vs 250ml); minore claustrofobia (rara); minimizza il vomito permette di eseguire aerosol terapia , di parlare, bere, mangiare e consente di interrompere volontariamente la ventilazione aprendo la bocca. Controlla la aerofagia, perdite aeree ed è meno indicata in corso di IRA ipossiemica.Un’alternativa alla maschera nasale sono le
Ogive nasali. L’elmetto o casco rappresenta una novità e consente di superare alcune limitazioni delle maschere specie in paziente incoscenti e scarsamente collaboranti e permette di praticare sia la CPAP che la sola ossigenoterapia. E’ una tecnica applicabile in repart di medicina generale ma richiede attenda assistenza infermieristica.
Fermamente ma non rigidamente applicate alla faccia con elastici che circondano la testa. Le maschere facciali permettono alte pressioni di ventilazione, con minori perdite e permettono la respirazione orale con meno disagio per il paziente al quale è richiesta una minore cooperazione. Gli svantaggi consistono nel produrre maggiore fastidio, impedisce l’introduzione di cibo via orale e la comunicazione. Altri problemi sono legati a difficoltà nella eliminazione delle secrezioni e nella gestione generale del malato. I migliori risultati si ottengono con maschere dotate di fissaggio laterale rispetto a quelle con fissaggio anteriore poiché danneggiano meno il volto e offrono una tenuta maggiore. A tutto il 2002 numerosi studi eseguiti su centinaia di malati hanno dimostrato senza ombra di dubbio che la VMNI utilizzando questo tipo di maschere con ventilatori volumetrici presenta una percentuale di successi del 80% mentre il rimanente “=% viene trattato con pressure support ventilation o con VM invasiva tramite intubazione OT.
La VMNI richiede la regolazione dei ventilatori a pressione positiva intermittente (PPI) secondo la seguente procedura applicabile a tutti i pazienti con IRA dovuta a broncopneumopatia ostruttiva acuta o cronica riacutizzata:
- Silenziare gli allarmi
- Umidificare con acqua i gas respiratori.
- CPAP O cmH2O
- PEEP 2-5 cmH2O
- PSV 5-10 cmH2O
- FIO 2 regolata per avere SaO2 >90%
La ventilazione a PPI si è affermata in vasti campi della patologia dalla insufficienza respiratoria cronica riacutizzata della BPCO a quella riscontrabile nelle malattie neuromuscolari.
L’assetto ventilatorio iniziale per un supporto di pressione Bi-level in un paziente con IRAC dovuta a BPCO viene così impostato:
- Modalità Spontanea/ temporizzata
- EPAP 4-5 cmH2O
- IPAP 12-15 cmH2O (da aumentare fino a tolleranza a 20 cmH2O
- Triggers sensibilità massima 1 cmH20
- FR del ventilatore 15 ar/min
- Rapporto I/E 1:3
In seguito, con il miglioramento delle caratteristiche tecniche dei ventilatori portabili e l’introduzione della metodica a supporto di pressione (pressure support ventilation PSV), la metodica non invasiva è stata estesa anche a pazienti con deformità toraciche o con insufficienza respiratoria acuta (IRA).
Caratteristiche tecniche dei ventilatori
La VMNI prevede l’utilizzo di generatori di pressione o di volume opportunamente pre-regolati
- CPAP: può essere costituito sia da un generatore di flusso con gas ad alta pressione oppure da un compressore portabile e può essere applicato in varie forme di IRA ipossiemica a patto che il paziente respiri spontaneamente. La CPAP via maschera determina le seguenti variazioni fisiologiche: reclutamento di unità fisiologiche con conseguente miglioramento del rapporto ventilazione/ perfusione, riduce la pressione transdiaframmatica correzione rapida dei gas ematici, aumento della capacità funzionale residua, riduzione della frequenza respiratoria e del lavoro respiratorio; riduzione delle resistenze delle vie aeree. La pressione richiesta è di circa 5-10 cmH2O. Il CPAP viene regolato per primo a circa 5 cmH2O si passa quindi aumentare la PSV per ottenere un VC > 7 ml/Kg ed una FR < 25 bpm. Verificare il rilassamento dello sternocleidomastoideo tramite la palpazione
- PEEP-Bi-Level .I moderni ventilatori per terapia intensiva forniscono anche una ventilazione a pressione positiva bifasica alternando ad intervalli fissi due pressioni e permettendo respiri liberi ad entrambi i livelli.
- PSV : durante la pressure support ventilation lo sforzo del paziente determina il volume e la durata dell’inspirazione, Il flusso aereo inizia dopo lo sforzo inspiratorio ed abbassa la pressione del circuito inspiratorio del ventilatore di un determinato valore, usualmente di 1-2 cmH2O e provvede ad una assistenza inspiratoria oltre la soglia prefissata. Il ventilatore è dunque attivato (“trigger”) dal respiro spontaneo del paziente e cicla ( interrompe il flusso inspiratorio ed inizia la fase espiratoria) all’espirazione quando percepisce una riduzione del flusso inspiratorio al di sotto del valore di soglia oppure ad un tempo prefissato. L’assistenza ventilatoria serve per superare le resistenze respiratorie ed il lavoro dei muscoli .Il volume corrente è influenzato dalla compliance ed il paziente controlla la FR, il tempi d’inspirazione, il flusso inspiratorio ed il volume corrente. Tale metodica può essere applicata ai ventilatori convenzionali od a un generatore di pressione positiva continua che cicla tra l’alta pressione inspiratoria e la pressione espiratoria bassa. Questo tipo di ventilatore individua lievi sforzi inspiratori anche in presenza di perdite nel circuito e può essere associato alla ventilazione a pressione negativa intermittente (VNI). La PSV è ugualmente efficace della ventilazione a PPI volumetrica, è ben tollerata, mette a riposo il diaframma e presenta una minore incidenza di complicanze con minori perdite a livello di maschera. Pressione ottimale applicata per BPCO 13 cmH2O, interstiziopatie polmonari 17 smH2O.
- PAV: Proportional assisted ventilation in tal caso il ventilatore genera volume e pressione in proporzione allo sforzo del paziente, facilitando il profilo respiratorio indotto dalla domanda metabolica di respiro in respiro . La PAV può ottimizzare l’interazione ventilatore-paziente spostando la responsabilità di controllare il modello respiratorio dall’assistente sanitario al paziente. Fino ad oggi non esistono dati specifici per raccomandare l’uso della PAV durante la VMNI.
- IPPV volumetrico , ciclato a volume. E’ un ventilatore che eroga un certo volume corrente prestabilito per ogni atto respiratorio in modalità a/c con alto picco di flusso 80-90 L/sec, limite di pressione 30-40 cmH2O e VC regolato secondo necessità .Le pressioni inspiratorie possono variare. Secondo la modalità di classificazione tradizionale dell’assistenza ventilatoria il menu contempla la Ventilazione Controllata ( CV) in cui il ventilatore inizia e termina l’atto respiratorio e così il lavoro respiratorio è svolto tutto dal ventilatore . In questo caso
la ventilazione è variabile in base a determinati valori di pressione, volume o flusso
ed il ciclaggio dall’inspirazione all’espirazione è determinato dal raggiungimento del tempo, flusso o volume prefissati; il ciclaggio dall’espirazione all’inspirazione è determinato dal trigger della macchina o del paziente. assistita (AV) in cui l’atto respiratorio è spontaneo ed il lavoro respiratorio viene svolto solo in maniera variabile dal ventilatore.
Una più recente classificazione delle modalità di ventilazione PPI prevede:
- Ventilazione a supporto totale il ventilatore sostiene tutto il lavoro ventilatorio
( Volume controlled ventilation o intermittent positive pressure ventilation–IPPV, pressure controlled ventilation-,PCV-, continuous positive pressure ventilation -CPPV, inverse ratio ventilation-IRV-).
- Ventilazione a supporto parziale il ventilatore ed il paziente contribuiscono entrambi al lavoro respiratorio ( volumetrica : A-CV, SIMV, MMV, pressometrica : pressure support ventilation-PSV-biphasic positive airway pressure-BIPAP-proportional assisted ventilation-PAV)
I vantaggi del supporto totale prevedono l’abolizione del lavoro muscolare respiratorio, mantenimento del volume minuto predeterminato,studio della meccanica respiratoria . Gli svantaggi consistono nella sedazione e miorisoluzione, insorgenza di atrofia muscolare da non uso e possibile sviluppo di atelettasie. Le indicazioni al supporto totale consistono nella IRA ed IRAC secondarie BPCO,malattie neuromuscolari,ARDS ed anestesia generale con miorisoluzione.
Le varie modalità prevedono le seguenti impostazioni:
IPPV inizialmente l’operatore imposta CPAP = O cmH2O ed il PSV 10 cm H2O la maschera viene garbatamente messa sulla faccia fino che una comoda sincronia viene riferita dal paziente con il ventilatore. FiO2 viene regolata per mantenere la SaO2. 90 %. Sistemata la maschera si procede a aumentare progressivamente il CPAP fino a 5 cmH2O e si aumenta il PSV fino a 7ml/Kg per ottenere il più alto volume espiratorio ad una FR<25 rpm. Questi obiettivi non possono essere raggiunti con pazienti gravi o con perdite aeree . Le perdite aeree possono essere compensate automaticamente negli ultimi tipi di ventilatori ,in alcuni pazienti con BPCO la VMNI con la maschera viene eseguita in maniera flessibile durante il giorno e la ventilazione notturna viene eseguita fino alla risoluzione della IRAC. La presenza accanto al malato di un familiare e di un fisioterapista o di infermieri specializzati è essenziale per aggiustare la maschera e valutare gli allarmi del ventilatore.
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