clasificacion_ventiloterapia-2010

CLASIFI

CACIÓN Y

AVA

NCES

CLASIFI

CACIÓN Y

AVA

NCES

TECNOLÓ

GICOS E

N

TECNOLÓ

GICOS E

N

VENTI

LOTE

RAPIA

VENTI

LOTE

RAPIA

DR. CARLO

S ALB

ERTO

LES

CANO ALV

A

DR. CARLO

S ALB

ERTO

LES

CANO ALV

A

clesa

lvam

io@ya

hoo.

es

EVOLUCIÓN DE LA VENTILACIÓN EVOLUCIÓN DE LA VENTILACIÓN MECÁNICAMECÁNICA

MÉT

ODOS DE

MÉT

ODOS DE

VENTI

LOTE

RAPIA

VENTI

LOTE

RAPIA

ECMOECMO

HFOVHFOV

CLASIF

ICACIÓ

N DE

LOS

CLASIF

ICACIÓ

N DE

LOS

VENTI

LADORES

MEC

ÁNICOS

VENTI

LADORES

MEC

ÁNICOS

CARACTERÍSTICAS DE UN BUEN SISTEMA DE CARACTERÍSTICAS DE UN BUEN SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE VENTILADORES MECÁNICOSCLASIFICACIÓN DE VENTILADORES MECÁNICOS

ESQUEMA DEL SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE ESQUEMA DEL SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE VENTILADORESVENTILADORES

PRESIONES Y GRADIENTES DE PRESIÓN EN EL PRESIONES Y GRADIENTES DE PRESIÓN EN EL SISTEMA RESPIRATORIOSISTEMA RESPIRATORIO

Presiones:Pawo:Pawo: Presión Apertura Vías Aéreas

Ppl:Ppl: Presión pleuralPPAA:: Presión alverolarPbs:Pbs: Presión en superficie corporal

Gradientes:

PPTATA:: Presión trans vías aéreasPw:Pw: Presión transtorácicaPPLL:: Presión transpulmonarPPTA TA + Pw = P+ Pw = PTRTR: : Presión transrespiratoria

MECÁNICA RESPIRATORIA: ECUACIÓN DEL MECÁNICA RESPIRATORIA: ECUACIÓN DEL MOVIMIENTO.MOVIMIENTO.

ECUACIÓN PARA LA INSPIRACIÓN:ECUACIÓN PARA LA INSPIRACIÓN: PPTRTR = Pvent + Pmusc = E = Pvent + Pmusc = E xx V + R V + R x x ṼṼ

PPTRTR:: Presión transrespiratoria E: E: ElastanciaPvent:Pvent: Presión por el ventilador V: V: VolumenPmusc:Pmusc: Presión por los músculos respiratorios R: R: Resistencia

Ṽ: Ṽ: Flujo

Resistencia =Δ presión

Δ flujo

flujo

presión Presión(P(PTRTR))

volumen

distensibilidad

flujo x resistencia

Ecuación del Movimiento

volumen

distensibilidad =Δ volumen

Δ presión

Tercera Ley de NewtonTercera Ley de Newton

CargaCargaelásticaelástica

CargaCargaresistivaresistiva

Elastancia = 1 / distensibilidad

Variables:Variables: PTR, Pvent, PmuscParámetros:Parámetros: Elastancia y resistencia

ECUACIÓN PARA LA ESPIRACIÓN PASIVA:ECUACIÓN PARA LA ESPIRACIÓN PASIVA: ―― ṼṼ x R x R = E = E xx V V

PRESIÓN TRANSPULMONAR PRESIÓN TRANSPULMONAR = = PRESIÓN ALVEOLAR (MESETA) PRESIÓN ALVEOLAR (MESETA) – – PRESIÓN PRESIÓN PLEURAL (ESOFÁGICA)PLEURAL (ESOFÁGICA)

En este ejempo, la presión meseta inspiratoria es 40 cm H2O pero la presión esofágica es 31 cm H2O, lo que significa que hay solo una presión transpulmonar de 9 cm H2O. La ventilación podría ser potencialmente incrementada a pesar de la presión meseta alta.

La presión esofágica es 24 cm H2O. Cuando se compara con la presión meseta espiratoria (PEEP) de 20 cm H2O, la presión transpulmnonar es – 4 cm H2O, lo que significa que el dereclutamiento está ocurriendo. El PEEP necesita incrementarse más.

FASES DEL CICLO RESPIRATORIOFASES DEL CICLO RESPIRATORIOP

resió

nP

resió

n

Fase InspiratoriaFase Inspiratoria Fase Fase EspiratoriaEspiratoriaTiempoTiempo

Cambio de laCambio de lafase inspiratoriafase inspiratoria

a la fase espiratoriaa la fase espiratoria

Cambio de laCambio de lafase espiratoriafase espiratoria

a la fase inspiratoriaa la fase inspiratoria

11

4422

33

VARIABLES CONTROLVARIABLES CONTROL

ControladoControladopor Presiónpor Presión

ControladoControladopor Tiempopor Tiempo

ControladoControladopor Volumenpor Volumen

sísí sísínono

sísí nonoObservación yObservación yConocimiento previoConocimiento previo

¿Cambia la onda de¿Cambia la onda depresión cuandopresión cuando

cambia lacambia laresistencia y distensibilidadresistencia y distensibilidad

del paciente?del paciente?

¿Cambia la onda de¿Cambia la onda devolumen cuandovolumen cuando

cambia lacambia laresistencia y distensibilidadresistencia y distensibilidad

del paciente?del paciente?

¿Es el volumen medido y¿Es el volumen medido yempleado para el controlempleado para el controlde la onda de volumen?de la onda de volumen?

nono

ControladoControladopor Flujopor Flujo

Criterios usados para determinar la variable control durante la inspiraciónCriterios usados para determinar la variable control durante la inspiración(Adaptado de Chatburn RL. Clasificación de los ventiladores mecánicos. (Adaptado de Chatburn RL. Clasificación de los ventiladores mecánicos. Resp Care Resp Care 1992:; 37: 1009-1025)1992:; 37: 1009-1025)

FASES DEL CICLO RESPIRATORIOFASES DEL CICLO RESPIRATORIOP

resió

nP

resió

n

Fase InspiratoriaFase Inspiratoria Fase Fase EspiratoriaEspiratoriaTiempoTiempo

Cambio de laCambio de lafase inspiratoriafase inspiratoria

a la fase espiratoriaa la fase espiratoria

Cambio de laCambio de lafase espiratoriafase espiratoria

a la fase inspiratoriaa la fase inspiratoria

11

4422

33

gatillagatilladodo

limitalimitadodo

cicladociclado

VARIABLES DE FASEVARIABLES DE FASEO

bserv

ació

n y

con

ocim

ien

to

Ob

serv

ació

n y

con

ocim

ien

to

pre

vio

pre

vio

Inspiración esInspiración esGatillada por PresiónGatillada por Presión

Inspiración esInspiración esGatillada por VolumenGatillada por Volumen

Inspiración esInspiración esGatillada por FlujoGatillada por Flujo

Inspiración esInspiración esGatillada por TiempoGatillada por Tiempo

sísínono

sísínono

sísínono¿Empieza la inspiración

porque se detectauna presión

pre-programada?

¿Empieza la inspiración

porque se detectaun volumen pre-

programado?

¿Empieza la inspiraciónporque se detecta

un flujo pre-programado?

La inspiración empiezaporque ha transcurridoun intervalo de tiempo

pre-programado

Inspiración esInspiración esLimitada por PresiónLimitada por Presión

Inspiración esInspiración esLimitada por VolumenLimitada por Volumen

Inspiración esInspiración esLimitada por FlujoLimitada por Flujo

sísí sísí

nono nono

sísí

nono¿Alcanza la presión picoel valor pre-programado

antes que finalicela inspiración?

¿Alcanza el volumen pico

el valor pre-programadoantes que finalice

la inspiración?

¿Alcanza el flujo picoel valor pre-programado

antes que finalicela inspiración?

Ninguna variableestá limitada

durante la inspiración

Inspiración esInspiración esCiclada por PresiónCiclada por Presión

Inspiración esInspiración esCiclada por VolumenCiclada por Volumen

Inspiración esInspiración esCiclada por FlujoCiclada por Flujo

Inspiración esInspiración esCiclada por TiempoCiclada por Tiempo

sísí sísí sísínono nono nono¿Empieza la espiración

puesto que se alcanza una presión pre-

programada?

¿Empieza la espiración puesto que se alcanza

un volumen pre-programado?

¿Empieza la espiración puesto que se alcanza

un flujo pre-programado?

La espiración empieza puesto que ha transcurrido un

intervalo de tiempo pre-programado

Criterios usados para determinar las variables fase durante una respiración con Criterios usados para determinar las variables fase durante una respiración con ventilación mecánicaventilación mecánica

(De Chatburn RL. Clasificación de los ventiladores mecánicos. (De Chatburn RL. Clasificación de los ventiladores mecánicos. RespIr Care RespIr Care 1992, 37: 1992, 37: 1009-1025)1009-1025)

DISTINCIÓN ENTRE LOS TÉRMINOS LIMITADO Y DISTINCIÓN ENTRE LOS TÉRMINOS LIMITADO Y CICLADOCICLADO

Pre

sió

nd

el V

en

tila

dor

Volu

men

Flu

jo

Esta figura ilustra la distinción entre los téminos limitado y ciclado.A.La inspiración es limitada por presión y ciclada por tiempo.

B.El flujo está limitado, pero el volumen no, y la inspiración es ciclada por volumen.C.Tanto el volumen como el flujo están limitados, y la inspiración es ciclada por tiempo.

(Reproducido de Chatburn Fundamentals of Mechanical Ventilation)(Reproducido de Chatburn Fundamentals of Mechanical Ventilation)

ONDAS DE SALIDA IDEALIZADAS EN UN ONDAS DE SALIDA IDEALIZADAS EN UN VENTILADORVENTILADOR

Pre

sió

nV

olu

men

Flu

jo

Inspiración

Espiración

A. Inspiración controlada por presión con ondas de presión rectangulares.B. Inspiración controlada por flujo con una onda de flujo rectangular.C. Inspiración controlada por flujo con una onda de flujo rampa ascendente.D. Inspiración controlada por flujo con una onda de flujo rampa descendente.E. Inspiración controlada por flujo con una onda de flujo sinusoidal.

Las líneas discontinuas cortas representan la presión inspiratoria media.Las líneas discontinuas largas representan la presión media del ciclo respiratorio.

MODOS DE VENTILACIÓN: (1) PATRONES MODOS DE VENTILACIÓN: (1) PATRONES RESPIRATORIOSRESPIRATORIOS

MODOS DE VENTILACIÓN: (2) TIPOS DE CONTROL:MODOS DE VENTILACIÓN: (2) TIPOS DE CONTROL:(A) CONTROL DE ASA ABIERTA(A) CONTROL DE ASA ABIERTA

InputInput

InputInput

Diagramas esquemáticos de los sistemas de control de asa abierta:(A)Circuito de control básico.(B)Diagrama para un ventilador con circuito de control de asa abierta.(C)Ejemplo de un control con asa abierta de un ventilador jet.

MODOS DE VENTILACIÓN: (2) TIPOS DE CONTROL:MODOS DE VENTILACIÓN: (2) TIPOS DE CONTROL:(B) CONTROL DE ASA CERRADA(B) CONTROL DE ASA CERRADA

InputInput

InputInput

InputInput

InputInput

A

B

C

D

Diagramas esquemáticos de

ventiladores mecánicos con control

de asa cerrada:

(A)Control por presión

(B)Control por flujo

(C)La señal de flujo está integrada para proporcionar una señal para el control del volumen

(D)Control por flujo/volumen usando una válvula calibrada por control del gas en vez de un sensor de flujo real

MODOS DE VENTILACIÓN: (2) TIPOS DE CONTROL:MODOS DE VENTILACIÓN: (2) TIPOS DE CONTROL:(B) CONTROL DE ASA CERRADA:(B) CONTROL DE ASA CERRADA:

SISTEMAS DE CONTROL JERÁRQUICO DE LOS VENTILADORES: SISTEMAS DE CONTROL JERÁRQUICO DE LOS VENTILADORES: CONTROL SETPOINTCONTROL SETPOINT

1. CONTROL SETPOINT (PRESIÓN, VOLUMEN, FLUJO OBJETIVOS)

2. CONTROL AUTO-SETPOINT (El ventilador toma la decisión de si la ventilación será controlada por presión o por flujo de acuerdo a las prioridades programadas por el operador). EJ:

a) Modo VAPS (Modo de soporte con volumen asegurado controlado por presión) del Bird.

b) Modo Drager Pmax (Modo con presión asegurada controlado por volumen).

• El control servo es la base para el modo asistido proporcional. Ej: Nellcor Puritan Bennett.• En este modo el operador programa los objetivos para la descarga elástica y resistiva.• El ventilador entrega una presión de vía aérea en proporción al volumen y flujo

inspiratorios propios del paciente.• Cuando los músculos del paciente tienen que hacer frente a una carga anormal secundaria

a una enfermedad, la asistencia proporcional permite al operador programar los factores de amplificación (K1 y K2) en las señales de realimentación de volumen y flujo.

• Amplificando el volumen y el flujo, el ventilador genera una presión que soporta la carga anormal, dejando que los músculos respiratorios soporten solamente la carga normal causado por la elastancia y resistencia normal natural del sistema respiratorio.


SISTEMAS DE CONTROL JERÁRQUICO DE LOS VENTILADORES: SISTEMAS DE CONTROL JERÁRQUICO DE LOS VENTILADORES: CONTROL SERVOCONTROL SERVO


SISTEMAS DE CONTROL JERÁRQUICO DE LOS VENTILADORES: SISTEMAS DE CONTROL JERÁRQUICO DE LOS VENTILADORES: CONTROL ADAPTATIVOCONTROL ADAPTATIVO

Control adaptativo: Note que el operador tiene que abstenerse del control directo de los parámetros de presión y flujo de la respiración.

Los ejemplos de control adaptativo son:•El PRVC (Controlado por volumen, regulado por presión) del Ventilador Siemens.•El Autoflow del ventilador Drager Evita 4.


SISTEMAS DE CONTROL JERÁRQUICO DE LOS VENTILADORES: SISTEMAS DE CONTROL JERÁRQUICO DE LOS VENTILADORES: CONTROL ÓPTIMOCONTROL ÓPTIMO

Operator

setpoint

Patientweight

Control óptimo: Emplea un modelo matemático para optimizar algún parámetro de rendimiento, tal como el trabajo respiratorio.

La única forma comercialmente disponible de control óptimo es el modo de Ventilación de Soporte Adaptativo (ASV) en el Ventilador Hamilton Galileo.


SISTEMAS DE CONTROL JERÁRQUICO DE LOS VENTILADORES: SISTEMAS DE CONTROL JERÁRQUICO DE LOS VENTILADORES: CONTROL CONTROL ÓPTIMO EXPERIMENTALÓPTIMO EXPERIMENTAL

Una forma experimental de control óptimo permite al ventilador estimar las necesidades de ventilación minuto del paciente mediante la retroalimentación con la señal de dióxido de carbono exhalado.

Esto elimina la necesidad de que el operador programa cualquiera de los principales parámetros respiratorios. Sin embargo, aun se requieren la programación del FiO2 y el PEEP.


SISTEMAS DE CONTROL JERÁRQUICO DE LOS VENTILADORES: SISTEMAS DE CONTROL JERÁRQUICO DE LOS VENTILADORES: CONTROL BASADO EN EL CONTROL BASADO EN EL CONOCIMIENTOCONOCIMIENTO

Un sistema de control basado en el conocimiento para el ajuste Un sistema de control basado en el conocimiento para el ajuste automático de los niveles de presión soporteautomático de los niveles de presión soporte

•Captura la experiencia de un número de expertos humanos y expande el alcance del control de potencialmente todos los parámetros del modo ventilatorio.•El sistema experto no controla directamente el ventilador sino más bien hace sugerencias al operador humano.


SISTEMAS DE CONTROL JERÁRQUICO DE LOS VENTILADORES: SISTEMAS DE CONTROL JERÁRQUICO DE LOS VENTILADORES: CONTROL DE RED CONTROL DE RED NEURAL ARTIFICIALNEURAL ARTIFICIAL

Control de red neural artificialControl de red neural artificial•Lo último en el control del ventilador a la fecha.•No controla directamente el ventilador pero actúa como un sistema para soportar las decisiones.•Los más interesante es que una red neural sería capaz de aprender.

InputsNeurona únicaNeurona única

Red neuralRed neural

Estructura de una red neural:Estructura de una red neural:•Una neurona única acepta las entradas de cualquier valor y las pondera para indicar la fuerza de la sinapsis.

• Se asume que las señales ponderadas producen la activación de una unidad global.

• Si esta activación excede un cierto umbral, la unidad produce una respuesta de salida.

•Una red está formada por capas de neuronas individuales.

HFOV: VENTILACIÓN OSCILATORIA DE ALTA HFOV: VENTILACIÓN OSCILATORIA DE ALTA FRECUENCIAFRECUENCIA

NIV: VENTILACIÓN MECÁNICA NO INVASIVANIV: VENTILACIÓN MECÁNICA NO INVASIVA

NAVA: ASISTENCIA VENTILATORIA AJUSTADA NAVA: ASISTENCIA VENTILATORIA AJUSTADA NEURALMENTENEURALMENTE


RESUMEN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL JERÁRQUICO DE LOS VENTILADORES:RESUMEN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL JERÁRQUICO DE LOS VENTILADORES:

EJEMPLO DE CÓMO UN MODO VENTILATORIO PUEDE SER EJEMPLO DE CÓMO UN MODO VENTILATORIO PUEDE SER COMPLETAMENTE ESPECIFICADOCOMPLETAMENTE ESPECIFICADO

Nombre del Nombre del ventiladorventilador Bear 1000Bear 1000

Nombre del modo Nombre del modo del fabricantedel fabricante

SIMV/CPAP (PSV)

Patrón Patrón respiratoriorespiratorio

VC – IMV

Tipo de controlTipo de control Setpoint

Estrategia de Estrategia de controlcontrol

Variables de fase para las

respiraciones

mandatorias

Gatillado:Gatillado:Presión (sensibilidad ajustable de 0.2 a 5.0 cm H2O)

Tiempo (tasa ajustable de 0 a 120 ciclos/minuto)

Limitado:Limitado:Flujo (10 a 150 litros/minuto)

Volumen (siempre que el tiempo de pausa inspiratoria sea programado ˃ 0)

Ciclado:Ciclado:Volumen (volumen tidal ajustable de 100 a 2000 mL)

Tiempo (siempre que el tiempo pausa inspiratorio sea programado ˃ 0)Presión (cuando la presión inspiratoria viole la alarma programada)

Línea Línea basal:basal:

Nivel de PEEP/CPAP ajustable de 0 a 50 cm H2O

Variables de fase para las

respiraciones

espontáneas

GatilladoGatillado Presión (sensibilidad ajustable de 0.2 a 5.0 cm H2O)

Limitado:Limitado: Presión (0 a 65 cm H2O sobre la línea basal)

Ciclado:Ciclado:Flujo (cuando el flujo inspiratorio cae a 30% del flujo pico)

Tiempo (cuando la inspiración excede el umbral pre-programado)

Línea Línea basal:basal:

Nivel de PEEP/CPAP ajustable de 0 a 50 cm H2O

Operación Lógica

Si el paciente gatilla una respiración después del inicio de un periodo ventilatorio (el tiempo es igual al recíproco de la frecuencia programada en el ventilador) entonces se entrega una respiración mandatoria.Si los subsecuentes esfuerzos respiratorios son detectados durante el mismo periodo ventilatorio, entonces se entrega una respiración espontánea.Si un esfuerzo respiratorio del paciente no es detectado durante un periodo ventilatorio dado, entonces una respiración mandatoria es gatillada por tiempo al inicio del próximo periodo y las respiraciones mandatorias gatilladas por tiempo continuarán a la frecuencia programada hasta que se detecte un esfuerzo respiratorio y se repita la secuencia..

EL FUTUROEL FUTURO

Enviroment

timecost

triage priorityexperience

Operator

El reto de un control computarizado total de la ventilación El reto de un control computarizado total de la ventilación mecánicamecánica

•Las flechas sólidas representan señales que han sido usadas al menos experimentalmente.•Las flechas punteadas representan señales de retroalimentación potencial.

EL FUTUROEL FUTURO

Un enfoque potencial del reto de tener un control Un enfoque potencial del reto de tener un control completamente automatizado de la ventilación completamente automatizado de la ventilación

mecánicamecánica

¡¡¡ M

UCHAS

¡¡¡ M

UCHAS

GRACIAS !!

!

GRACIAS !!

!

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