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Giovanni Vesce » 17.Anestesia inalatoria: Ventilazione meccanica artificiale e flussi di di gas anestetici


Fisiologia della respirazione

Ventilazione spontanea

Fenomeno ritmico mediante il quale l’aria entra ed esce dai polmoni consentendo gli scambi gassosi a livello alveolo-capillare e la eliminazione della CO2 formatasi dai processi metabolici cellulari.


Ventilazione spontanea I

Finalità della ventilazione spontanea ⇒ Mantenimento dell’omeostasi respiratoria

Pa O2> 60 mmHg

Pa CO2< 35 mmHg

Governata da centri e fibre nervose e recettori periferici chimici e meccanici.


Ventilazione spontanea II

  • Spazio morto anatomico : Insieme delle vie aeree che l’aria percorre senza effettuare scambi gassosi (laringe, trachea e bronchi).
  • Spazio morto meccanico : E’ lo spazio occupato dal tubo endotracheale e dai raccordi tra paziente e sistema respiratorio.

Fisiologia della respirazione

Ventilazione spontanea
Spazio morto fisiologico : Componente del parenchima polmonare nella quale non avvengono scambi con il sangue a causa di deficit nella perfusione o nella ventilazione.


Spazio morto fisiologico

  • Entrambe le condizioni alterano il rapporto Ventilazione/Perfusione(idealm.=1)
  • L’ aumento dello spazio morto fisiologico altera l’omeostasi respiratoria
  • L’ organismo mette in atto meccanismi di compenso

Volumi e capacità polmonari I

  • Volume inspiratorio di riserva (VIR): Volume d’aria che è possibile inspirare volontariamente se ad una inspirazione normale si fa seguire la massima inspirazione forzata.
  • Volume tidalico (VT): Volume d’aria che entra o esce dall’ apparato respiratorio durante ogni ciclo respiratorio normale. 10 ml/Kg in condizioni di metabolismo basale

Volumi e capacità polmonari II

  • Volume espiratorio di riserva (VER): volume d’aria che è possibile espirare volontariamente se ad una espirazione normale si fa seguire la massima espirazione forzata
  • Volume residuo (VR): volume d’aria che non può essere espirato neanche con una espirazione forzata.
  • Volume respiratorio minuto (VRM): volume d’aria totale inspirata (o espirata) in 1 min. VRM*FR misura oggettiva della ventilazione del paziente!

Ventilazione spontanea

L’unità funzionale dell’attività ventilatoria è il Ciclo ventilatorio

Susseguirsi di:

  • Inspirazione
  • Espirazione
  • Pausa

L’inspirazione, in condizioni normali, è più rapida dell’ espirazione

Rapporto insp/esp 1:1,5- 1:2

Variazioni delle pressioni intratoraciche durante la pausa respiratoria

  • Pressione atmosferica 0 Torr (In tutte le fasi del ciclo ventilatorio)
  • Pressione alveolare 0 Torr
  • Pressione intrapleurica -5 Torr

Variazioni delle pressioni intratoraciche durante la inspirazione spontanea

Azione dei muscoli respiratori ⇒

  • Contrazione: sollevamento prime coste
  • Abbassamento diaframma
  • Dilatazione gabbia toracica

Pressione alveolare: -5 Torr

Pressione intrapleurica: -12Torr

I polmoni seguono la parete toracica nell’espansione: negli alveoli si crea un gradiente di pressione negativo che favorisce l’ingresso di aria.


Variazioni delle pressioni intratoraciche durante la espirazione passiva

Effetto del ritorno elastico di:

  • muscoli respiratori
  • coste

Pressione alveolare 3 Torr

Pressione intrapleurica -3 Torr
Il ritorno elastico (passivo) della gabbia toracica provoca un incremento della pressione alveolare che diviene superiore a quella atmosferica e determina la fuoriuscita dell’aria.

Variazioni delle pressioni intratoraciche durante la Ventilazione artificiale

  • La ventilazione a pressione positiva consiste nell’insufflare un VT di 10-20 ml/kg, raggiungendo nella fase inspiratoria una pressione di 20 cm H2O.

Pressione alveolare 7 Torr

Pressione intrapleurica 0 Torr

  • L’espirazione è identica nella V.S. e nella V.A.

Pressione alveolare 3 Torr

Pressione intrapleurica -3 Torr


Ventilazione spontanea e artificiale


Differenze principali tra ventilazione spontanea e artificiale

  • Eventi che si verificano durante l’inspirazione, mentre l’espirazione e la pausa sono identiche.
  • Le pressioni intratoraciche raggiunte influenzano il circolo venoso e l’efficienza di pompa cardiaca.
  • Distribuzione della colonna d’aria: nella V. spontanea l’aria si distribuisce dapprima nelle aree periferiche del polmone (che sono le più espandibili) e dopo nelle aeree periilari , nella V. artificiale si verifica il contrario.

Domande

1. Che cosa si intende per spazio morto fisiologico?

a) Il volume d’aria che occupa le vie aeree superiori, nelle quali non avvengono scambi gassosi (SI)

b) lo spazio occupato dai raccordi tra pazienti e circuito

c) l’inefficacia degli scambi gassosi per deficit nella perfusione o ventilazione

2. Quali tra le seguenti quantificazioni dei parametri respiratori è più corretta per il cane?

a) VT=10-15 ml/KG FR=8-12 /min VRM=80-180ml/Kg/min (SI)

b) VT=25-35 ml/KG FR=10-20 /min VRM=250-700ml/Kg/min

c) VT=5-8 ml/KG FR=10-12 /min VRM=50-96ml/Kg/min

3. In quale fase del ciclo ventilatorio si differenziano la Ventilazione Spontanea dalla VA?

a) Inspirazione (SI)

b) Espirazione

c) Pausa

Ventilazione artificiale I

Obiettivi

  • Ottimizzare gli scambi gassosi (CO2 e O2) a livello polmonare
  • Mantenimento della Omeostasi respiratoria quando l’organismo non è in non in grado con la V. spontanea

Vantaggi

  • Facilita il controllo della profondità anestetica
  • Migliora l’assorbimento della miscela anestetica

Ventilazione artificiale II


Tecniche

Esistono diverse tecniche di V. A.

  • V. manuale
  • V. meccanica
  • V. assistita
  • V. controllata
  1. IMV (Intermittent Mandatory Ventilation) Ventilazione obbligatoria intermittente
  2. EEPPV (End Expiratory Positive Pressure Ventilation) Ventilazione con pressione positiva a fine espirazione
  3. HFV (High Frequency Ventilation) Ventilazione ad alta frequenza

Ventilazione manuale

Ventilazione manuale: L’anestesista introduce la miscela gassosa nei polmoni del paziente comprimendo il pallone di riserva, dopo avere chiuso la valvola di spillaggio.


Ventilazione manuale


Ventilazione meccanica I

Parametri da impostare su ventilatore meccanico

Parametri da impostare su ventilatore meccanico


Ventilazione meccanica II


Ventilazione artificiale

  • Ventilazione controllata: Consiste nel completo controllo del VT e della frequenza respiratoria.
  • Ventilazione assistita: Consiste nel controllo del VRM agendo sul VT mentre il paziente determina la frequenza respiratoria.

Altre tecniche di ventilazione

  • IMV:Ventilazione obbligatoria intermittente: espansione periodica dei polmoni durante la ventilazione spontanea per combattere l’atelettasia legata al decubito ed alla stasi
  • EEPPV: Ventilazione con pressione positiva a fine espirazione: indicata per il trattamento dell’edema polmonare acuto
  • HFV: Ventilazione ad alta frequenza: impiega volumi tidalici molto piccoli a frequenza elevata

Monitoraggio strumentale della ventilazione in anestesia I

  • Manometro (misura la pressione raggiunta nelle vie aeree o Paw)
  • Spirometro (misura il VT espirato)
  • Capnometro/capnografo (misura la concentrazione di CO2 nella miscela espirata/mostra la curva corrispondente alle variazioni di end-tidal CO2)
  • Pulsossimetro (misura la percentuale di ossiemoglobina presente nel sangue arterioso o SpO2)
  • Emogas-analisi (misura il pH, la concentrazione di ioni bicarbonato e la pressione parziale di O2 e CO2 nel sangue arterioso e venoso)

Monitoraggio strumentale della ventilazione in anestesia II

  • Paw 15-20 cm/H2O
  • VT 10-20 ml/Kg VRM 100-200 ml/kg/min
  • end-tidal CO2 35-45 mm Hg
  • SpO2 >90 %
  • emogas-analisi

Ventilazione artificiale

Effetti: riduzione dell’efficienza circolatoria indotta dalla pressione positiva intratoracica⇒
Inibizione del meccanismo della “pompa toracica negativa”

  • Nell’inspirazione spontanea, gli atri, il ventricolo destro, la vena cava e le vene polmonari, provviste di pareti flaccide, si dilatano, sotto l’effetto della pressione negativa che si instaura, favorendo il ritorno di sangue al cuore.

Riduzione del ritorno venoso al cuore

Nella Ventilazione a pressione positiva, la colonna d’aria ripercuote la propria pressione

(15 cm H2O) sul cuore e sui grossi vasi, i quali, per la flaccidità delle pareti e la bassa pressione idrostatica all’interno, vengono compressi.


Conseguenze

  • Riduzione del ritorno venoso al cuore
  • Ridotto riempimento di entrambi gli atri
  • Caduta della gittata sistolica
  • Caduta della pressione arteriosa sistemi

L’esecuzione di una tecnica corretta riduce al minimo l’insorgenza e la gravità di tali complicanze.

Flussi dei gas anestetici

  • Induzione
  • Mantenimento
  • N2O
  • Camere anestetiche

Fabbisogno Metabolico di Ossigeno

Fabbisogno metabolico “basale” di ossigeno di un soggetto “sano” = 10 ml/Kg/min di O2

  • Flussimetri ? (sono precisi a tali flussi?)
  • Vaporizzatore ? (è preciso a tali flussi?)
  • Temperatura corporea?
  • Circolazione?
  • Ematosi?

Sistema Rotatorio

Durante l’induzione i flussi di O2 vanno aumentati per:

  • Denitrogenare rapidamente il paziente
  • Saturare rapidamente il circuito respiratorio
  • Rendere disponibili alte quantità di anestetico per saturare ed equilibrare rapidamente il paziente

Flussi:

Induzione = 100 – 200 ml/Kg/min

Mantenimento = 10 – 100 ml/Kg/min

Sistemi aperti

Piccoli animali, fino a 3 kg di p. c.

Per evitare ogni rischio di ri-inalazione dei gas espirati, il flusso totale non deve essere inferiore al triplo del volume respiratorio minuto del paziente

Induzione + Mantenimento = 300 ml/kg/min

Protossido D’azoto (N2O)

L‘N2O consente di ridurre la dose degli altri anestetici, per effetto del suo potere analgesico. Tale potere, negli animali, non è apprezzabile a concentrazioni inferiori al 50% della miscela inspirata (N.B.: concentrazioni intorno all’80% sono ipossiche)

  • Induzione+ Mantenimento (O2 + N2O) = 100 ml/kg/min.

Camere anestetiche I

Il flusso dei gas è proporzionale al volume della camera, non del paziente

(Camera da 20 lt. [- 10 lt.= paziente] = 10 lt.)

flusso = 5lt./min = completo ricambio dei gas ogni 120”

Camere anestetiche II

Flusso dei gas proporzionale al volume della camera (20 lt. – 10 lt.= paziente = 10 lt.)

  • flusso = 5lt./min = completo ricambio ogni 120”
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