May 082012
 

Alcuni giorni fa sono stato irresistibilmente incuriosito dall’immagine riprodotta qui sopra. Ero in reparto e chiacchieravo con alcuni colleghi, ad alcuni metri di distanza il monitor del sig. Giuliano su cui l’occhio mi cade distrattamente. La mia partecipazione alla conversazione si fa sempre più distratta,  la mia attenzione è calamitata dal monitoraggio grafico della ventilazione. Dopo alcuni istanti chiedo ai colleghi se hanno notato qualcosa di apparentemente strano. Lo chiedo anche a te: c’è qualcosa che ti fa riflettere?

Il sig. Giuliano è ricoverato da una decina di giorni con una encefalopatia postanossica, esito di un arresto cardiaco. E’ tracheotomizzato e ventila in pressione di supporto con l’impostazione riprodotta qui a fianco. Il risultato di questa impostazione possiamo capirlo  dal monitoraggio grafico riportato all’inizio del post. La schermata visualizza 10 secondi di ventilazione. Contiamo 5 atti inspiratori (e l’inizio di un sesto respiro) sulla traccia di flusso (quella verde al centro), quindi la frequenza respiratoria è leggermente superiore a 30/minuto. Il volume corrente (traccia azzurra in basso) è tra i 250 ed i 300 ml. Vediamo anche un profilo decrescente del flusso inspiratorio ed un’onda quasi quadrata di pressione delle vie aeree (traccia gialla in alto), segni che ci fanno riconoscere un elevato livello di supporto inspiratorio dopo il triggeraggio (vedi anche post del 8/05/2011 e del 30/05/2011).

E vediamo anche un evidentissimo sforzo inefficace nell’ultima espirazione, il cui dettaglio riproduciamo qui a fianco. Il flusso espiratorio si azzera una prima volta (punto 1), quindi riprende l’espirazione che termina una seconda volta nel punto 2, ed a questo punto finalmente arriva l’inspirazione successiva. Quanto accaduto nel punto 1 si definisce sforzo inefficace (ineffective triggering o ineffective effort) ed indica un’inspirazione abortita. Per attivare l’inspirazione il paziente deve abbassare la pressione nelle vie aeree al di sotto del valore di PEEP. Se i muscoli inspiratori non riescono a fare uno sforzo sufficiente, il flusso si annulla (o si riduce) ma l’inspirazione non parte (1).

Ma quello che mi ha distratto dalla conversazione con i colleghi non è stato lo sforzo inefficace, tutt’altro che raro durante la ventilazione meccanica (2), ma qualcos’altro. Gli sforzi inefficaci sono dovuti o alla pesenza di un trigger inspiratorio troppo “duro” o alla presenza di PEEP intriseca. Siccome non ventilo mai con trigger “duri”, mi aspetto di vedere segni di PEEP intrinseca insieme allo sforzo inefficace. E il segno che tutti conosciamo è l’interruzione del flusso espiratorio all’inizio dell’inspirazione (puoi vedere un esempio nel post del 25/03/2010) (3). E’ evidente la presenza di auto-PEEP nel sig. Giuliano? Guarda bene come finisce il flusso espiratorio: ti sembra che sia interrotto dall’inizio dell’inspirazione successiva? Sembra di no. Ed allora, come può esserci uno sforzo inefficace? E’ questo il punto che mi ha sottratto alla amena conversazione con i colleghi.

In questo caso la  PEEP intrinseca deve esserci. Nulla di più semplice che andare a verificarlo con una occlusione di fine espirazione. Ne riproduco qui sotto la traccia.

Abbiamo occluso le vie aeree a fine espirazione, il sig. Giuliano ogni tanto inspira (quando scende la pressione durante il periodo in cui il flusso resta a zero) e quando smette di inspirare si rilascia e la pressione si assesta su un plateau. Su uno di questi plateau abbiamo posizionato il cursore verticale bianco: la misurazione che vediamo sulla destra dell’immagine ci dice che abbiamo 7 cmH2O di PEEP totale. Visto che la PEEP  è 5 cmH2O, abbiamo una auto-PEEP di 2 cmH2O. Ora i conti tornano: lo sforzo inefficace è giustificato dalla presenza della PEEP intrinseca.

Ma come può esserci PEEP intrinseca se il flusso espiratorio non è amputato dall’inizio dell’inspirazione? La spiegazione nasce da un esame attento della curva di flusso espiratorio. Sappiamo che il flusso espiratorio passivo ha un decadimento esponenziale (vedi post del 12/03/2011), quindi ci dobbiamo aspettare una curva a concavità verso il basso. Nel nostro sig. Giuliano vediamo un flusso espiratorio lineare, come si vede nella figura sottostante in cui ho disegnato un segmento tratteggiato bianco sull’originale flusso espiratorio.

Un flusso espiratorio è lineare indica una sua decelerazione rispetto al comportamento passivo, in altre parole il flusso sta rallentando più rapidamente di quanto farebbe passivamente. C’è qualcosa che sta frenando l’aria che esce dalle vie aeree: l‘inizio graduale dell’attività inspiratoria che, prima di arrivare ad invertire il senso del flusso, lo rallenta. In questo caso non abbiamo la brusca interruzione dell’espirazione (cioè il classico segno di PEEP intrinseca), ma il delicato, progressivo e continuo rallentamento dell’espirazione. Per fare un esempio automobilistico, possiamo dire che con il freno (=l’inizio dell’inspirazione) non abbiamo “inchiodato” ma stiamo fermando la macchina dolcemente (come dovremmo fare sempre…). Il risultato è però sempre lo stesso: l’espirazione non termina per il passivo raggiungimento del volume di equilibrio elastico e quindi rimane un’iperinflazione dinamica.

In conclusione, questo post ci lascia due messaggi importanti:

1) la presenza di auto-PEEP può essere svelata non solo dalla ben nota evidente amputazione del flusso espiratorio, ma anche dal mancato decadimento esponenziale del flusso espiratorio;

2) uno sforzo inefficace è un segno di PEEP intrinseca (se il trigger inspiratorio è stato impostato correttamente).

Un saluto a tutti gli amici di ventilab.

Bibliografia.

1) Tobin MJ et al. Patient-ventilator interaction. Am J Respir Crit Care Med 2001; 163:1059-63

2) Thille AW et al. Patient-ventilator asynchrony during assisted mechanical ventilation. Intensive Care Med 2006; 32:1515-22

3) Laghi F et al. Auto-PEEP in respiratory failure. Minerva Anestesiol 2012;78:201-21

Author: Giuseppe Natalini

  6 Responses to “Sforzi inefficaci: quando i conti non tornano…”

  1. Dal monitoraggio noto una fase inspiratoria piuttosto passiva, un rapporto ipotetico inspiratorio espiratorio 1:1, con fase espiratoria già ben descritta, frequenza respiratoria 30 atti circa e bassi volumi correnti. Chiedo se in questa situazione anche il semplice aumento percentuale del trigger espiratorio potrebbe aiutare a ridurre l’auto-peep, allungando in via teorica la fase espiratoria e ovviamente rimisurando la Peep totale dopo la variazione del setting. Seconda domanda:Cosa avete preferito ottimizzare?La ventilazione adattata al paziente o il paziente adattato al ventilatore con un filo di oppiaceo…o niente? Con la solita grande ammirazione la saluto, grazie

    • Chiedo scusa per il ritardo con cui rispondo ai commenti. Comunque eccomi!
      # risposta a Cristian.
      L’aumento della percentuale del trigger espiratorio (“ciclo off” nella figura con il setting del ventilatore) anticipa la fine dell’inspirazione* e quindi può favorire la riduzione dell’iperinflazione dinamica. In questo caso avrebbe potuto essere una misura efficace. Bravo Cristian!
      Come abbiamo ottimizzato la cosa? Il volume corrente era già abbastanza basso e la frequenza relativamente elevata e la riduzione del supporto inspiratorio (anche di 1 cmH2O) peggiorava in modo rilevante il pattern respiratorio. Visto comunque che, in questo contesto, un po’ di autoPEEP e qualche sforzo inefficace non ci sembravano clinicamente rilevanti, abbiamo mantenuto inalterata la ventilazione. Dopo un paio di giorni il paziente era svezzato dalla ventilazione. Bisogna sempre capire ciò che si vede, ma non necessariamente bisogna sempre fare qualcosa.

      * Questo è vero solo in condizioni di flusso decrescente.

  2. Caro Giuseppe,
    dopo che brillantemente Ti sei accorto della presenza di Peep i, hai tolto o modificato la Peep esterna ?
    Da cosa era data la Peep i : broncostenosi, contrazione mm espiratori,volume corrente elevato ?
    Grazie sempre.
    Elio

    • # risposta ad Elio.
      Non ho ritenuto opportuno modificare la PEEP esterna. In fondo avevamo 7 cmH2O di PEEP totale, un valore non molto diverso dalla PEEP impostata e quindi senza rilevanti implicazioni fisiopatologiche. Anche il carico soglio era decisamente modesto (2 cmH2O).
      Nel caso specifico ritengo che il fattore più importante per la genesi dell’autoPEEP fosse l’elevata frequenza respiratoria. Infatti il volume corrente non era elevato, i mm. espiratori sembravano silenti (flusso espiratorio comunque decrescente e plateau ben stabile durante l’occlusione di fine espirazione) e le resistenze non mi sembrano elevatissime (profili della curva di flusso “normali” e picco di flusso inspiratorio di circa 50 l/min con solo 7 cmH2O di reale pressione positiva applicata: ipotizzando un dP muscolare di 3 cmH2O siamo su resistenze di circa 12 cmH2O/l/sec, non moltissimo).
      Grazie come sempre per i commenti pertinenti e utili ad approfondire.

  3. Caro Giuseppe
    approfitto del tuo interessante post ricco di spunti per farti alcune domande : la cosa che mi ha colpito di piu’ sul caso che hai presentato è la morfologia delle curve di pressione : ho notato che all’inizio della espirazione quando il flusso si inverte la pressione non cade immediatamente ai 5 cmH2O della PEEP impostata ma si ferma a circa 7cmH2O( un valore simile alla autopeep da te misurata ) e poi lentamente , man mano che il flusso espiratorio scende anche la pressione scende fino alla PEEP impostata prima che parta la successiva inspirazione . E’ quasi come se ci fosse un ostacolo alla espirazione o una inerzia a livello della valvola che controlla la PEEP( espiratoria?). Sono andato a rivedere anche i post del l’08/05/2011 cosi’ come quello del 25 /03/2010 :in entrambi le curve presentano lo stesso problema in particolare in quest’ultimo all’inizio della espirazione la pressione cade quasi a livello PEEP per poi risalire subito dopo (quando il ptz espira attivamente ) a livelli sopra PEEP.
    Come si puo’ spiegare tutto questo ? E’ un fatto che potrebbe essere responsabile dell’airtrapping e della relativa autopeep ?
    Per certi versi l’anomalia assomiglia a quella verificatasi nella mia rianimazione quando per eccesso di zelo in un ptz colonizzato da ACINETOBACTER BAUMANI ,ventilato meccanicamente con umidificazione attiva, per evitare di inquinare l’ambiente, qualcuno posiziono’ sulla valvola espiratoria del ventilatore un filtro che inzuppato di vapore frenava in maniera consistente la ventilazione. Per curiosita’ ti invio le foto delle curve originali e di quelle che ho riprodotto artificialmente piazzando una resistenza sulla valvola espiratoria .
    Ti saluto con affetto
    Marco Testa

    • #risposta a Marco.
      L’interpretazione che dai del fenomeno è certamente plausibile, sia da un punto di vista teorico che pratico (come dimostrano le foto che mi hai inviato). In effetti se abbiamo una resistenza espiratoria rilevante a valle del trasuttore di pressione, misuriamo la quota di pressione resistiva necessaria a vincere tale resistenza. Se mettessimo il trasduttore di pressione a valle del filtro non vedremmo più questa pressione resistiva (consumatasi nel filtro) e avremmo la caduta rapida della pressione.
      Un caro saluto a te.

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