FISIOLOGIA DE LA RESPIRACION APLICADA A LA VENTILACION MECANICA

1. Fisiología de la respiración
aplicada a la ventilación
mecánica
Federico Failach Navarro
Residente en Medicina Interna
Universidad del Sinú

2. Introducción
O2 CO2
Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap
VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134;
Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.

3. Fisiología de la respiración
Mecánica de la ventilación
caja torácica pulmonar
Intr. internos
• Diafragma (respiración
normal)
• Intercostales externos
(20% diámetro A-P)
Diafragma
• Músculos accesorios de
la respiración
Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap VII; Crit Care Clin 23
(2007) 117–134; Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.

4. V. del volumen (litros) Ventilación pulmonar
Volumen pulmonar
0,50
0,25
0
Presión alveolar
+2
0
Presión cmH2O
-2
-4 presión transpulmonar DISTENSIBILIDAD
200 mL aire/ 1 cmH2O PT
-6
-8 Presión pleural
2s 2s
Inspiración Espiración
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117–134; Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.

5. Ventilación pulmonar
DISTENSIBILIDA
D
Fuerzas E. Fuerzas E.
propias del la tensión
pulmón S. en los
alveolos
1/3 2/3
2 x TS
P:
r AGENTE TENSOACTIVO
r AGUA
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6. Variación del volumen pulmonar (litros)
Diagrama de distensibilidad
0,50 Ley de LaPlace
Llenos de aire
P
γ γ
0,25 r
r
2 x TS
P:
r
0
-4 -5 -6 Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap
VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134;
Presión pleural (cm H20) Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.

7. Trabajo de la ventilación
Variación del volumen pulmonar (litros)
0,50
Trabajo de distensibilidad
Trabajo de resistencia tisular
0,25 Trabajo de resistencia a las
vías respiratorias
0
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VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134;
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8. Volúmenes y capacidades
pulmonares
• Volumen corriente (VC): 500
ml
• Volumen de reserva
inspiratorio (VRI): 3000 ml
• Volumen de reserva
espiratorio (VRE): 1100 ml
• Volumen residual (VR): 1200
ml
• Capacidad de reserva
inspiratoria: VC+VRI: 3500 ml
• Capacidad residual funcional:
VRE+VR: 2300 ml
• Capacidad vital:
VRI+VRE+VC: 4600 ml
• Capacidad total: Cap Vital+VR
: 5800 ml
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9. Variaciones de la ventilación
Topográficas No topográficas
• Gradiente vertical de • CT: constante de tiempo
presión pleural: (Resistencia x
o Peso pulmón * distensibilidad)
o Anclaje al hilio o  CT: mala ventilación
o Forma de la caja torácica o CT: buena ventilación
• Alveolos de mayor • Asimetría de las
tamaño en región estructuras pulmonares
superior
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10. Circulación pulmonar
PULMON
• Bajas presiones
• Grandes Volúmenes
• R: -10 RVS
Presión arteria PP
pulmonar:
Sist: 25 mmHg
Diat: 8 mmHg
Media: 15 mmHg Grandes vasos pulmonares
Distensibilidad
V. Extraalveolares
P
A V. Angulo
V. Alveolares
Vasos intrapulmonares
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11. Distribución del flujo pulmonar
VARIACIONES PASIVAS
ZONA 1
PA:Pa<PV
Alveolar
PA ZONA 2
Pa PV PA<Pa<PV
Arterial Venoso
DISTANCIA
ZONA 3 FLUJO
PA>Pa>PV SANGUINEO
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12. Distribución del flujo pulmonar
VARIACIONES ACTIVAS
Histamina
Serotonina
HIPOXIA Angiotensina
VASOCONSTRICCIÓN II
(PAO2 <60-70 mmHg)
Oxido nítrico
Reflejo para conservar Bradicininas
V/Q Prostaciclina
s
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13. Intercambio gaseoso
• 300 millones de Alveolos (200-250 micras)
• Área de superficie total: 140 m2 (125 m2)
• Membrana Alveolo – Capilar: (0.5 -0.7
micras)
1. Epitelio alveolar MOVIMIEN
TO DEL
2. Membrana basal EA GAS POR
DIFUSION
3. Membrana basal EV
4. Endotelio
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14. Intercambio gaseoso
Ley de Fick
Difusión : dg/dt : D. S. (P1 –P2) / E
Ley de Dalton
dg/dt : (P1 – P2)* E:
Cantidad de gas que difunde S: * Diferencia de espesor de
x Unidad de tiempo superficie de intercambio presiones parcialesla membrana
Ley de Henry Ley de Graham
CO2/O2: 24.4X CO2/O2: 0.85
D: D: 20.7
el coeficiente de difusión
coeficiente de
de CO2 es 20.7 veces
difusión del gas mayor que el O2
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15. Oxigeno
• PaO2 : O2 celular/tisular (edad, posición)
• Índices de concentración de O2
1. Basados en la concentración O2 (Shunt
fisiológico o estimado)
2. Basados en la tensión de O2 (PAO2 – PaO2) o
(PaO2/FiO2)
• Mecanismos que causan hipoxemia:
1. baja FiO2 U.C.I*
2. Hipoventilacion
3. Desigualdad de la relación V/Q
4. Shunt
5. Trastornos de la difusión
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16. Dióxido de carbono
• PaCO2: Determinado por la ventilación
alveolar (N: 37 – 43 mmHg) y producción
de CO2
PaCO2: K ( producción de CO2/ Vent.
alveolar)
MITOCONDRIA - ALVEOLO
Producción Trasporte x
Eliminación
(metabolismo) Hb 85% y <
(V/Q)
120 Litros 1% CO2
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17. Dióxido de carbono
• Producción de CO2 :
VCO2 : (CO2 espirado – CO2 inspirado) x Volumen minuto
respiratorio.
• Trasporte de CO2:
Contenido de CO2 en sangre (arterial/venosa) o diferencia
V-a CO2
• Eliminación de CO2 :
PaCO2 – ECTO2 (ECTO: CO2 al final de la espiración)
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23 (2007) 117–134; Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion
IV.

18. Ventilación mecánica
• Efecto sobre el control de la ventilación:
Disminución de la actividad de los M. respiratorios
(Flujo Inspiratorio:  Vel. FI)
• Efecto sobre el intercambio gaseoso:
Aumento de la relación V/Q : o,1 (  PaO2 ,
PaCO2 normal)
Oxigeno inspirado: FiO2 : PaO2
Relación FiO2 - V/Q : zonas ocupadas R V/Q
bajas + FiO2 progresiva  VCH + colapso
pulmonar (t:FiO2)
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19. Ventilación mecánica
• Efecto sobre el volumen minuto cardiaco:
Modificación de PvO2 > 40 mmHg : SaO2 V>70%
Aumento de la velocidad transito capilares pulmonares
(Vel Q : tiempo Erit. x URT)
Redistribución del flujo sanguíneo pulmonar
( PEEP Progresiva Q x URT no ventiladas:
PaO2)
• Interacción corazón – pulmón:
Volumen sistólico en V derecho esta disminuido
Presión pleural+ Presión transpulmonar.
Disminución del retorno venoso (aumento de la
presiones Corazón derecho)
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Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.

20. MODOS
VENTILATORIOS
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Clin 23 (2007) 117–134; Terapia Intensiva, 4 edicion,
seccion IV.

21. Modos ventilatorios
Ecuación básica de movimiento del aparato respiratorio
Volumen del aparato respiratorio
Resistencia al flujo al final de la espiración
(integral de tiempo)
ΔP: ( R X FLUJO ) + ( E1 X ΔV )
Presión total en
Elasticidad
la vía aérea
(inversa a la distensibilidad)
(presiones en la V.A.+ fuerza muscular)
TODOS LOS MODOS VENTILATORIOS
SON REGULADOS POR PRESION O FLUJO
DURANTE LA MITAD INSPIRATORIA DEL CICLO
Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap VII; Crit Care Clin
23 (2007) 117–134; Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.

22. Modos ventilatorios
Modos de asistencia ventilatoria Modos de asistencia ventilatoria
controlados por flujo controlados por presión
Ciclado por tiempo
Volumen corriente
VC o VT
FLUJO INSPIRATORIO PRESION INSPIRATORIA
(Constante o desacelerarte) (Características del tórax, R, E,
“Asistido controlado” tiempo y PEEP total)
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VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134;
Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.

23. Patrones ventilatorios
Asistido controlado (A/C)
Ventilación mandatorio intermitente
sincronizada (SIMV)
Presión positiva continua en la vía aérea
(CPAP)
Ventilación con presión soporte (PSV)
Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap
VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134;
Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.

24. Variables de fase
1. Cambio de espiración a inspiración
2. La inspiración
3. Cambio de inspiración a espiración
4. La espiración
Ciclo respiratorio
Espiración 2 Espiración
1 3
Inspiración 4
Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134;
Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV; Ventilacion Mecanica apl. cap 5 pag 27

25. Variables de fase
• Disparo: (1) es la variable que permite el
inicio de la inspiración (tiempo, presión,
flujo*)
• Limite: (2)es la variable que detiene la
inspiración al alcanzar el valor
predeterminado (presión, volumen, flujo)
• Ciclado: (3) es la variable que termina la
inspiración y permite la apertura de la
válvula espiratoria (presión, flujo, volumen,
tiempo)
• Variable de base: (4) es el parámetro
Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap
VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134;
controlado durante la espiración
Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.

26. Tipos de respiración
• Mandatoria: es aquella disparada o ciclada por
el ventilador.
• Asistida: es disparada por el paciente y ciclada
por el ventilador.
• Espontanea: es disparada y ciclada por le
DISPARO CICLADO
paciente
MANDATORIA V V
ASISTIDA P V
ESPONTANEA P P
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(2007) 117–134; Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.

27. Ventilación mecánica controlada
(CMV)
• Modo: ignora los esfuerzos inspiratorios del
paciente, con soporte total y respiraciones
mandatorias
a. Volumen control (VC): la variable limite es el
volumen (FR, FIO2; R I:E)
b. Presión control (PC): el limite es la presión en la
inspiración
• Indicaciones: pacientes sin esfuerzo
inspiratorio, fatiga, bajo gasto, lesiones
SNC.
Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap VII; Crit Care Clin 23
• Inconvenientes: requiere sedación profunda
(2007) 117–134; Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.

28. Ventilación asistida controlada
• Modo: adaptación del CMV , aprovecha
los impulsos inspiratorios
• Indicaciones: es el modo mas empleado
47%.
• Contraindicaciones: no existe
contraindicaciones absolutas.
• Inconvenientes: Hiperventilación,
hipocapnia inadvertida, Auto PEEP, atrofia
diafragmática
• Parámetros a seleccionar: sensibilidad,
flujo, volumen corriente)
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VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134;
Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.

29. Ventilación mandatoria intermitente –
mandatoria intermitente sincronizada (IMV –
SIMV)
• Modo: permite que las ventilaciones
asistidas ingrese el volumen corriente
posible de acuerdo al esfuerzo
inspiratorio.
• Indicaciones: método flexible que se hizo
popular para inicio de la ventilación
mecánica
• Inconvenientes: aumento del trabajo
respiratorio, fatiga muscular, prolongación
del destete ventilatorio, descompensación
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(2007) 117–134; Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.

30. Ventilación con soporte de presión
(PSV)
• Modo: creada para aliviar el trabajo de los
músculos respiratorios en pacientes con
disminución de la distensibilidad pulmonar
y/o aumento de la resistencia de la vía
aérea.
• Indicaciones: puede utilizar como método
inicial o en combinación SIMV
a. Nivel fijo de presión soporte
b. Niveles variables entre las respiraciones
SIMV Fisiologia de Guyton-Hall, 10 edicion, cap
VII; Crit Care Clin 23 (2007) 117–134;
Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.

31. Presión positiva continua en la vía
aérea (CPAP)
• Modo: aplicación constante de presión
positiva en la vía aérea durante la
ventilación espontanea
• Indicación: para mantener la vía aérea
artificial por edema, secreción u
obstrucción
• Ventajas: disminuye las atelectasias,
promueve la fuerza muscular, utilizado
como método de destete
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(2007) 117–134; Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.

32. Graficas de presión/ tiempo
Inspiración Inspiración
30
PRESION VIA AEREA
cmH2O
0
Espiración Espiración
TIEMPO
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Terapia Intensiva, 4 edicion, seccion IV.

33. El futuro tiene muchos nombres. Para los débiles es lo inalcanzable.
Para los temerosos, lo desconocido.
Para los valientes es la oportunidad.”
Hugo, Víctor