VENTILACIÓN CON JET CONTINUO EXTRATRAQUEAL (VENTIJET) Y SÍNDROME DE DISTRÉS RESPIRATORIO AGUDO

La ventilación con jet continuo extratraqueal (VentiJet) es una nueva técnica de ventilación mecánica controlada por tiempo y caracterizada por un flujo de gas continuo aplicado a la entrada del tubo endotraqueal. Ha sido aplicada en pacientes con Síndrome de Distress Respiratorio Agudo (SDRA), de forma única o combinada con ventilación presión control. 

Esta forma de ventilación se ha mostrado eficaz en situaciones en las que la ventilación mecánica convencional no ha cumplido el objetivo de asegurar una saturación arterial de O2 superior al 85%. 

Se trata de un sistema de ventilación que podría ser útil en la actual pandemia por el microorganismo SARS-COV2, debido a su sencillez y sus bajos costes comparados con ventiladores convencionales. 

Antes de exponer las características de esta forma de ventilación, realizaremos algunas consideraciones sobre la evolución y aspectos actuales de la ventilación mecánica aplicada en el SDRA.

Resumen:
Introducción:

La Ventilación Mecánica (VM) es el pilar principal fundamental del tratamiento del SDRA, que ha sido definido en numerosos trabajos como una entidad patológica que cursa con infiltrados pulmonares radiológicos, hipoxemia, disminución de la compliance pulmonar (distensibilidad) y aumento del shunt intrapulmonar. 

La ventilación de los pacientes con SDRA constituye un desafío, ya que entran en conflicto un intento por disminuir el shunt y la hipoxemia, con perjuicios asociados a la VM como el barotrauma o las lesiones del alveolo y/o el capilar pulmonar.

En un deseo de restaurar los parámetros gasométricos (disminución del shunt y mejorar la compliance), antiguamente se empleaban en el SDRA estrategias de ventilación mecánica agresivas basadas en la administración de un elevado volumen corriente (10-18 ml/kg) asociado a una presión espiratoria final positiva (PEEP) elevada. El objetivo de estas estrategias ventilatorias era disminuir el shunt hasta el 15 o 20% y mejorar la compliance. Sin embargo, es ampliamente conocido por trabajos publicados posteriormente que dichas estrategias producen daño inducido por la ventilación mecánica (VILI), el cuál engloba al barotrauma, volutrauma, atelectrauma y biotrauma, responsables de un incremento en la mortalidad.

El SDRA severo se trata de una patología caracterizada por la afectación heterogénea del parénquima pulmonar: suponiendo que, en ocasiones, tan solo el 25 o 30% del pulmón debe recibir la totalidad del volumen corriente, debido al colapso del resto del parénquima (agua, células etc.). Ello produce sobredistensión alveolar de dichas zonas sanas ventiladas, aumento de presiones locales, estrés alveolar y disminución del surfactante. Según diversas fuentes, el lugar de rotura alveolar se produciría en las uniones de estructuras distensibles (alveolos ventilados), con otras inmóviles (alveolos colapsados).

Por el contrario, el mantenimiento de una PEEP óptima (habitualmente entre 10 y 18 cm de H2O), ejerce un efecto protector al disminuir las fuerzas de cizallamiento y la apertura y cierre cíclicos alveolar (atelectrauma) por un más extenso reparto del volumen corriente al rescatarse o reclutarse más volumen pulmonar.

En los últimos años se han incorporado diversas estrategias de VM para la obtención de los siguientes objetivos:

1) Ventilación protectora/ultraprotectora: con empleo de volúmenes corrientes </=6ml/kg peso ideal), presiones meseta limitadas a <28cmH2O y presiones de mando (“driving pressure”) <15cmH2O.

2) Aporte de O2 sin intentar saturaciones normales o elevadas, considerando que con una tasa del 90% es posible obtener un trasporte de oxígeno suficiente, actuando conjuntamente sobre otros parámetros, tales como el gasto cardíaco.

Ventilación con flujo continuo:

Los intentos de obtener ventilación adecuada con un flujo de gas continuo en la vía respiratoria son ya antiguos, derivando de técnicas tales como la Oxigenación apnéica o la ventilación con flujo constante de Lehnert. La Insuflación Traqueal de Oxigeno (ITO2)   como técnica adjunta a diferentes tipos de VM convencional ha sido estudiada experimentalmente y con aplicación clínica posterior en diferentes trabajos, consiguiendo una disminución de la presión arterial de CO2 en diversas patologías. 

Sin embargo, no estaría exenta de inconvenientes, entre las que se encuentran: 

a) Posible daño potencial de la mucosa traqueal, al liberarse el flujo de gas por la punta del catéter muy cercano a la carina, lo cual impide elevar los flujos para obtener una mejor oxigenación. 

b) Difícil calentamiento y humidificación de los gases liberados. La caída térmica originada por la caída de presión desde la entrada de los gases en el tubo conductor y la salida, pude llegar a ser de unos 12ºC. 

c) Dificultades a la hora de medir la presión en la vías aérea, ya que, dadas las características de jet, debe ser determinada 5-6 cm más allá de la salida de gases, es decir, en uno de los bronquios principales. 

Otro gran avance lo representa la Tomografía Computerizada (TC) torácica de pacientes con SDRA severo, que ha permitido una mejor compresión de la enfermedad y de la interrelación patología pulmonar-ventilación mecánica. Los trabajos de Gatinoni principalmente y de Green aportaron:

  • Una metodología analítica del TC de tórax en pacientes con SDRA gracias a la cual podemos medir densidad, volumen y peso pulmonar, analizando cambios regionales y diferencias con distintos tipos o parámetros ventilatorios. 

  • Concepto de “heterogeneidad lesional”. Existe una distribución gravitacional y basal de los infiltrados en el SDRA severo junto a zonas con ventilación/perfusión normal.

  • El concepto de “baby lung”. Los pulmones funcionalmente en el SDRA son pequeños, por lo que el volumen corriente se debe distribuir entre 1/4 al 1/3 del parénquima pulmonar.

  • Mediante la VM con diferentes niveles de PEEP, se pueden rescatar o reclutar zonas pulmonares que anteriormente estaban colapsadas, sin despreciar la probable sobredistensión de zonas sanas.

A pesar de estos nuevos conocimientos y de la evolución de los ventiladores mecánicos con la incorporación de microprocesadores que aportan mejoría en términos de mayor seguridad, monitorización y variadas alternativas de ventilación, un grupo de pacientes con SDRA severo fallecen en marcada hipoxemia. En este grupo de pacientes sería beneficioso el empleo de una ventilación basada en la administración de un flujo continuo de gas. 

A todo ello se añade la escasez actual de ventiladores en contexto de la pandemia por SARS-COV2, elevando el número de pacientes con SDRA  severo secundario a neumonía viral grave que hace necesario el desarrollo de alternativas para la escasez de ventiladores convencionales disponibles.

Objetivos:

Los objetivos generales son definir y evaluar los aspectos físicos, funcionales y terapéuticos de una nueva propuesta para la VM que denominamos como Ventilación por Jet Continuo Extratraqueal (VentiJet), para el tratamiento de pacientes con SDRA.

Este tipo de ventilación en jet, asociada a ventilación de presión control o por sí sola, pretende mejorar la oxigenación de dichos pacientes permitiendo un aumento efectivo del trasporte de oxígeno.

La Ventilación por Jet Continuo Extratraqueal (VentiJET) es una forma de ventilación controlada por tiempo y caracterizada por un flujo de gas continuo aplicado a la entrada del tubo endotraqueal.. Puede ser aplicada en combinación con otro tipo de ventilación, preferentemente Ventilación Presión Control (VPC), o bien por sí sola. 

 

(Fig.1)

Definición y componentes de la técnica:

El volumen inspirado procede del dos caudalímetros de la toma de la pared, uno de oxígeno y otro de aire comprimido, conectados mediante una pieza en Y. Dicho flujo conecta con la tobera colocada en la parte proximal del tubo endotraqueal. El gas inspirado sale por la punta de la tobera con alta velocidad y baja presión, la cual va aumentando hasta ocupar toda la superficie del tubo. El flujo inspiratorio es constante. En la rama inspiratoria se incluyen a su vez una pieza en T con conexión a un manómetro (para medir presiones en ambas fases del ciclo respiratorio) y otra pieza en T conectada a un nebulizador eléctrico con el que se humidificará el aire administrado.

A.- Fase inspiratoria:

El flujo continuo produce una PEEP proporcional al flujo liberado. Al abrirse la válvula espiratoria, la retracción elástica del tórax permite la salida pasiva de parte del aire intratorácico, debido a la diferencia de presión intrapulmonar y la generada por el chorro de la tobera. 

El flujo continuo limita las fuerzas de cizallamiento debidas la caída brusca de presión las zonas colapsadas y ventiladas, minimizando el riesgo de barotrauma.

 

Al ser un flujo constante, la ventilación se puede realizar tan solo por apertura y cierre de una válvula electromagnética controlada por tiempo, colocada en la rama espiratoria.

B.- Fase espiratoria:
Componentes del sistema de ventilación:
  • Equipo de flujo Ventijet.

  • Cuadro de control Ventijet.

  1. EQUIPO DE CONTROL Y ACONDICIONAMIENTO DE FLUJO VENTIJET:

El equipo de control y acondicionamiento de flujo VENTIJET acelera de manera correcta los fluidos de oxigeno y aire en los flujos seleccionados hacia el paciente, presenta la salida espiratoria, una toma para la válvula de presión y un punto de toma de la presión, como se ve en los esquemas adjuntos.

     2. CUADRO DE CONTROL VENTIJET:

 

Las funciones del cuadro de control son controlar los tiempos inspiratorios y espiratorios, los ciclos, y monitorizar el sistema de presión. De esta manera, desde el cuadro se regulan: tiempo inspiratorio (s), tiempo espiratorio (s) y frecuencia (ciclos/min). Por otra parte, el cuadro muestra la presión de trabajo y emite una señal acústica en caso de no operar en el rango de valores de frecuencia deseado.

Además, el cuadro tiene una válvula PEEP en el extremo del circuito espiratorio, para poder regular las condiciones de presión PEEP, según el criterio del médico.

- Con este sistema de ventilación podremos seleccionar:

  • Flujo de gas: A través de únicamente un caudalímetro conectado a la toma de oxígeno o bien a través de dos caudalímetros (uno de oxígeno y otro de aire comprimido) conectados en Y. El flujo total del gas será la suma del flujo de oxígeno y el de aire comprimido.

  • Fracción inspirada de oxígeno (FIO2): según la mezcla de flujo de los caudalímetros de oxígeno y aire comprimido.

  • Volumen corriente inspirado: Calculado según el flujo de aire  y el tiempo de cierre de la válvula espiratoria (tiempo inspiratorio).

  • Frecuencia respiratoria: Mediante la pauta de tiempo de apertura y tiempo de cierre de la válvula espiratoria electromagnética.

  • Tiempo inspiratorio.

  • Tiempo espiratorio.

  • PEEP añadida: PRECAUCIÓN. El propio choque del flujo espiratorio contra el flujo inspiratorio produce un efecto PEEP no despreciable 8-16 cmH2O (dependiente del flujo de gas y del tiempo espiratorio) que podremos medir en fase espiratoria mediante el manómetro. La válvula de PEEP conectada a la rama espiratoria permite añadir un determinado valor de PEEP a la ya ejercida por este sistema de ventilación.

  • Límite de válvula de seguridad: Podremos variar el límite de presión de la válvula de seguridad prefijado en 60 cmH2O.

Parámetros VJC-ET:

Para comprender mejor el funcionaiento del VentiJet pondremos un ejemplo: si administramos una frecuencia respiratoria de 12 litros/min, el flujo corresponderá a 200 ml/seg, por lo que si mantenemos la vávula espiratoria cerrada 2 segundos (tiempo inspiratorio) y abierta otros 1 segundos (tiempo espiratorio; relación I:E 2:1), tendremos un volumen corriente de 400 ml, una frecuencia respiratoria de 24 rpm y un volumen minuto de 9,6 litros/minuto. En dicho ejemplo cada ciclo respiratorio duraría 3 segundos.

Para concluir, la VJC-RT produce un tipo de ventilación que, aunque es original en su aplicación al ser un flujo continuo, no lo es en cuanto a los parámetros ventilatorios empleados tales como:

  • FR: 15-30 respiraciones /min

  • Volumen corriente de 6 ml/Kg de peso

  • PEEP de 8-20 cm de H2O

  • Presión media menor de 28 cm de H2O

Este sistema de VM sencillo y económico pero con una amplia base fisiopatológica podría ser útil en la actual pandemia de SDRA por neumonía bilateral por SARS-COV2.

Ejemplo:

 

El uso previsto actual del equipo VENTIJET es para aquellos casos en los que el centro hospitalario no disponga de equipos de ventilación ya homologados y contrastados y se enfrenta a la tesitura de paciente con necesidad de ventilación invasiva. El sistema VENTIJET esta diseñado para realizar la respiración en paciente critico intubado como medio de tratamiento a la insuficiencia respiratoria aguda grave. El dispositivo VENTIJET, compuesto de dos unidades principales, explicadas con anterioridad debe ser dispuesto de tal manera:

El equipo de control y acondicionamiento de flujo VENTIJET debe situarse sobre el paciente, justamente aguas arriba del tubo endotraqueal, mientras que el cuadro de control debe ir situado sobre una superficie elevada, próxima al paciente y de fácil acceso para la configuración pertinente del personal sanitario. La superficie debe ser estable y segura para evitar caídas o movimientos bruscos y debe dejar el display visible y accesible.

La FiO2 será regulada por el personal sanitario, y será consecuencia de la mezcla del flujo de aire comprimido y oxigeno seleccionado.  El sistema VENTIJET está diseñado para un de entre 10 y 30 l/min de flujo total con la FiO2 seleccionada por el médico, a cargo del paciente. Variando el flujo instantáneo aportado entre 166ml/s y 500 ml/s y la FIO2 entre 0.21 y 1.

La presión máxima del diseño del sistema es de 60 cmH20 tal, máximo valor regulable de la válvula de alivio existente.

Los tiempos inspiratorios en las condiciones de funcionamiento deseadas van entre 0,5 segundos y 3 segundos, exactamente igual que los tiempos espiratorios. La frecuencia de respiraciones por minuto con la que se considera el funcionamiento de VENTIJET en parámetros funcionales va desde las 10 respiraciones por minuto hasta las 30 respiraciones por minuto. Con la combinación de todas estas variables. El Vc varía entre 200 ml y 900 ml.

Los valores intrínsecos de la PEEP del sistema varían con el flujo total aportado y el tiempo inspiratorio. A estos valores variables se une el valor fijo de la resistencia del propio sistema.  Los parámetros en los que se considera el sistema trabajando según el uso previsto son entre 3 cmH2O de PEEP y 10 cmH2O de PEEP. A estos valores se puede añadir la regulación de la válvula PEEP, que oscila entre 0 cmH2O y 22 cmH2O. El valor de la PEEP según la configuración seleccionada podrá ser monitorizada gracias al sensor de presión.

El sistema de control y acondicionamiento de flujo VENTIJET esta diseñado para ser producido en material de plástico ABS sanitario y desechable. El flujo de aire inspirado por el paciente estaría en contacto con material de uso común hospitalario para las mismas funciones. La válvula espiratoria y los accesorios de conexión al tubo corrugado de la vía espiratoria sí deberán someterse a proceso de esterilización. Siendo estos materiales de acero inoxidable, que soporta altas temperaturas.

El sistema debe ser limpiado y desinfectado de la forma habitual y con los desinfectantes comunes en su conjunto por el centro hospitalario antes de su uso y en cada cambio de paciente. 

Las interconexiones del sistema VENTIJET, son interconexiones habituales en el entorno hospitalario y deben trabajar de manera estanca sin fugas.  VENTIJET es gobernado por un display de control donde deben introducirse los parámetros que permite controlar que son:

- Tiempo inspiratorio (s)

- Frecuencia (ciclos respiratorios/min)

Uso previsto del equipo:
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