Optimización de la mecánica respiratoria en el tratamiento de soporte ventilatorio de pacientes con insuficiencia respiratoria aguda grave

Abstract

Esta tesis se articula como compendio de publicaciones. En ella se incluyen tres estudios originales y una revisión que se enmarcan en una misma línea de investigación clínica enfocada a analizar la implementación de diferentes estrategias durante la ventilación mecánica invasiva de pacientes con insuficiencia respiratoria aguda grave. Las maniobras estudiadas se han dirigido a la optimización individual de los parámetros ventilatorios, a la mejora del intercambio de gases y a la minimización los efectos de la carga mecánica asociados a la humidificación de los gases inspirados en el transcurso de la ventilación mecánica. En concreto, nos hemos centrado principalmente en tres aspectos. En primer lugar hemos estudiado los efectos fisiológicos agudos de las maniobras de reclutamiento alveolar (RM) a altas presiones de vía aérea en pacientes con lesión pulmonar aguda (LPA) y síndrome de distrés respiratorio agudo (SDRA). En segundo lugar, hemos evaluado los efectos en la mecánica respiratoria y el intercambio de gases del empleo de diferentes dispositivos de humidificación en la LPA y el SDRA. En tercer lugar hemos comparado los efectos de estos diferentes tipos de humidificación sobre la resistencia al flujo aéreo del tubo endotraqueal y el consecuente aumento del trabajo respiratorio durante la retirada de la ventilación mecánica. Los principales resultados obtenidos muestran que: - El uso de RM realizadas a altas presiones puede mejorar la oxigenación de los pacientes en fase precoz de la LPA y el SDRA. Sin embargo, la mecánica respiratoria puede empeorar de forma heterogénea y no predecible, tanto en términos de presiones meseta como en términos de compliancia pulmonar. Además, durante el procedimiento, se puede provocar inestabilidad hemodinámica importante. El uso de parámetros ventilatorios habituales que combinen niveles moderados de volumen circulante y presión positiva al final de la espiración hace innecesaria la indicación rutinaria de estas maniobras. - El simple cambio de los dispositivos de humidificación pasiva por sistemas de humidificación activa, es una estrategia sencilla y útil para disminuir el espacio muerto instrumental y, consecuentemente, los niveles de dióxido de carbono arteriales. Este efecto nos ha permitido disminuir el volumen respiratorio circulante pautado, con la consecuente disminución de la carga ventilatoria en nuestros pacientes. El análisis fisiopatológico de los cambios en la mecánica respiratoria tras la disminución del espacio muerto y la reducción del volumen circulante sugieren fuertemente una disminución de la sobredistensión alveolar. - La comparación del aumento de las resistencias del tubo endotraqueal causada por la adherencia de secreciones respiratorias en su interior durante la ventilación mecánica no muestra diferencias entre los pacientes humidificados con dispositivos activos y pasivos. Esto es así cuando la asignación del tipo de humidificación se realiza siguiendo las necesidades clínicas y mecánicas individuales de los pacientes. El aumento de la resistencia puede ser clínicamente limitante durante la fase de desconexión de la ventilación mecánica. Todos estos resultados han aportado datos clínicos relevantes para la comprensión de la fisiopatología de la insuficiencia respiratoria aguda grave en pacientes sometidos a ventilación mecánica. Además, los datos obtenidos en los estudios demuestran la aplicabilidad en la clínica rutinaria de las estrategias ventilatorias propuestas, habida cuenta de que se trata de técnicas que se pueden llevar a cabo en cualquier Servicio de Medicina Intensiva de forma sencilla, segura y a la cabecera de la cama.

This thesis is organized as a compendium of publications. It includes three original studies and a review paper. All of these papers follow the same line of clinical research. Such research analyzed different therapeutic strategies in patients with severe acute respiratory failure during invasive mechanical ventilation. Specifically, we mainly focused on three aspects. First we studied the acute physiological effects of lung recruitment maneuvers (RM) performed at high airway pressures in patients with acute lung injury (ALI) and acute respiratory distress syndrome (ARDS). Second, we evaluated the effects on respiratory mechanics and gas exchange of the use of different humidification devices in ALI and ARDS. Third, we compared the effects of these different types of humidification on the airflow resistance of the endotracheal tube and the consequent increased work of breathing during withdrawal of mechanical ventilation. The main results observed were: - The use of RM performed at high airway pressures may improve oxygenation of patients in early stage of ALI and ARDS. However, it may worsen respiratory mechanics in some. The response is heterogeneous and is unpredictable (in terms of plateau pressures and lung compliance). In addition, the RM procedure can cause significant hemodynamic instability. The use of ventilatory parameters that combine moderate levels of tidal volume and positive end-expiratory makes unnecessary the routine use of these maneuvers. - The change of a passive humidification device to an active humidification system is a simple and useful strategy to reduce the instrumental dead space and, consequently, the levels of arterial carbon dioxide. This effect allowed to decrease the tidal volume, with the consequent decrease in driving pressures. The analysis of changes in respiratory mechanics after instrumental dead space and tidal volume reduction strongly suggest a decrease in alveolar overdistension. - The increase in airflow resistance of the endotracheal tube caused by the adhesion of respiratory secretions adhesion during routine mechanical ventilation showed no difference between active and passive humidification devices. The increase in resistances, however, may be clinically relevant during the weaning phase of mechanical ventilation. All these results have provided relevant clinical data for the understanding of the pathophysiology of acute respiratory failure in patients undergoing mechanical ventilation. Furthermore, our results can be extrapolated to the routine practice of mechanical ventilation in every intensive care department.