Oct 062013
 

bart-simpson-tabellineLa scelta della PEEP (Positive End-Expiratory Pressure) nella ARDS (Acute Respiratory Distress Syndrome) è stabilmente, da decenni, uno degli argomenti “caldi” quando si parla di ventilazione meccanica.

Oggi voleve condividere qualche riflessione sulla scelta della PEEP nei pazienti con ARDS.

Negli anni, si sono fatti strada, tra gli altri, due differenti approcci:
1) la scelta della PEEP guidata dalla PaO2;
2) la scelta della PEEP guidata dalla compliance dell’apparato respiratorio.

fio2_peep_table

La PEEP con  la PaO2 come obiettivo.

La scelta della PEEP guidata dalla PaO2 è quella che vedo fare più spesso nella pratica clinica. Ed è, di fatto, quella che è utilizzata anche nei grandi trial sulla ARDS, standardiazzata in tabelline come quella riprodotta a fianco (1). L’utilizzo di questa tabellina è semplice: l’obiettivo è ottenere una PaO2 tra 55 e 80 mmHg, per fare questo si utilizza un’accoppiata predefinita di FIO2 e PEEP come riportata nella tabellina. Se la PaO2 diventa superiore a 80 mmHg, si scala verso accoppiate FIO2/PEEP più basse, se la PaO2 diventa minore di 55 mmHg si va progressivamente verso livelli di FIO2/PEEP più alti. Un compito da bambino di terza elementare…

Che fondamento scientifico ha l’utilizzo di questa tabellina? Nessuno. E’ una scelta arbitraria, senza alcun razionale fisiopatologico alcuna evidenza che ne supporti l’efficacia. Penso quindi possa avere lo stesso valore della scelta empirica di PEEP e dellaFIO2che viene spesso fatta.

LA PEEP con la compliance come obiettivo.

Alcuni studi fondamentali sulla ventilazione protetiva hanno confrontato l’effetto della PEEP scelta sulla PaO2 oppure sul punto di flesso inferiore della curva di compliance (cioè la relazione statica pressione-volume) dell’apparato respiratorio,  (più avanti mi spiego meglio e vedrai che è una cosa in realtà semplicissima) (2-4). Valutando complessivamente l’effetto della ventilazione protettiva (basso volume corrente + PEEP sopra il punto di flesso) rispetto alla ventilazione “convenzionale” (alto volume corrente + PEEP sull’ossigenazione), i tre studi messi insieme hanno ottenuto una riduzione assoluta della mortalità del 25%. Un risultato molto migliore rispetto alla riduzione del 9% ottenuta con la sola riduzione del volume corrente a parità di PEEP scelta con la tabellina (1). Quindi un pesante indizio che una scelta della PEEP guardando la compliance è più efficace rispetto alla scelta della PEEP guardando alla PaO2.

Lo scorso mese è stato pubblicato uno studio che mette a confronto (a parità di volume corrente) le due strategie di scelta della PEEP (5): tabellina FIO2/PEEP o la ricerca della miglior (cioè più elevata) compliance. I risultati sono molto interessanti: scegliere la PEEP cercando la miglior compliance riduce la durata delle disfunzioni d’organo e si associa ad una riduzione della mortalità del 18% (quest’ultimo dato non raggiunge la significatività statistica perchè nello studio sono stati arruolati solo 70 pazienti).

Dobbiamo essere consapevoli che possiamo tranquillamente considerare la stessa cosa scegliere la PEEP sul punto di flesso inferiore e scegliere la PEEP per avere la compliance più elevata. Su questo argomento ci sarebbero moltissime considerazioni fisiopatologiche da fare, ma per necessità di brevità le lascio alle risposte ad eventuali commenti.

Se è vero che due indizi fanno una prova, mi sembra di poter concludere che, allo stato attuale delle conoscenze, sia poco prudente utilizzare la PaO2 come criterio di valutazione della PEEP nella ARDS. Al contrario la prudenza vorrebbe, sia per il razionale fisiopatologico che per le evidenze cliniche,  che la PEEP fosse scelta valutando la compliance dell’apparato respiratorio.

La procedura più semplice per scegliere la PEEP con la miglior compliance.

Esistono molti approcci per cercare la PEEP che si associa alla miglior compliance dell’apparato respiratorio o che sia sopra il punto di flesso inferiore della curva di compliance. A mio parere il metodo utilizzato nello studio della Pintado (5), vecchio di almeno 35 anni (6), è il più semplice di tutti, lo consiglio a tutti coloro che non hanno una particolare familiarità con la meccanica respiratoria e vogliono contemporaneamente iniziare a scegliere una PEEP intelligente ed utile al paziente con ARDS. Personalmente preferisco altri approcci, ma per iniziare questo va benissimo. Eccolo in breve.

La compliance (C) è il rapporto tra la variazione (d) di volume (V) e la variazione di pressione (P):  C = dV/dP. Tradotto in maniera semplice nel nostro apparato respiratorio, è il rapporto tra il volume corrente e la pressione elastica (cioè la differenza di pressione tra la pausa di fine inspirazione e la pausa di fine espirazione) (per una descrizione del modo corretto di misurarla vedi il post del 10/04/2011).

In altre parole, la compliance aumenta (cioè l’apparato respiratorio diventa più facilmente distensibile) quando, a parità di volume corrente, si rileva una minore pressione elastica (o driving pressure). Quindi quello che dobbiamo fare è, a volume corrente costante, provare diverse PEEP e scegliere quella che determina la minor pressione elastica.

Facciamo un esempio. Se ho una paziente con ARDS il cui peso ideale è 55 kg, sceglierò inizialmente un volume corrente di circa 350 ml (cioè 6 ml/kg di peso ideale). A questo punto inizio a ventilarla con 5 cmH2O di PEEP e (con paziente passiva alla ventilazione) misuro la pressione di plateau (con l’occlusione di fine inspirazione, Pplat nella figura qui sotto) e la PEEP totale (con l’occlusione di fine espirazione, auto-PEEP nella figura qui sotto).

occlusions

Ipotizziamo di avere una pressione di plateau di 23 cmH2O ed una PEEP totale di 6 cmH2O: la pressione elastica è 17 cmH2O (=23-6). Questo significa che 23 cmH2O sono necessari per ottenere il volume corrente di 350 ml. A questo punto aumento la PEEP a 7 cmH2O e rilevo 24 e 8 cmH2O di pressione di plateau e PEEP totale = 16 cmH2O di pressione elastica. Aumentando di 2 cmH2O alla volta la PEEP, vedo che la pressione elastica diventa 15 cmH2O a 9 di PEEP, 13 cmH2O a 11 di PEEP, 11 cmH2O a 13 di PEEP, 11 cmH2O a 15 di PEEP, 12 cmH2O a 17 di PEEP, 14 cmH2O a 19 di PEEP. A 13 e 15 cmH2O di PEEP ho la minor pressione elastica, quindi questi valori di PEEP si associano alla miglior compliance: la PEEP è scelta! Personalmente sceglierei 15 cmH2O (2 cmH2O al di sopra della minor PEEP che ottimizza la compliance) se non avessi pressioni di plateau elevate o altri segni di stress o problemi emodinamici. Nello studio della Pintado veniva scelta invece quella con la minor pressione di plateau(5): ragionevole anche questo criterio di scelta.

Esistono talora pazienti in cui la compliance non si modifica a diverse PEEP: in questi casi (non frequentissimi) direi di farci guidare dalla protezione dallo stress e dall’ossigenazione.

Anche se non sei un esperto di meccanica respiratoria. prova ad utilizzare questo metodo nel prossimo paziente con ARDS: vedrai che riuscirai a trovare la best PEEP in 10 minuti con qualsiasi ventilatore. Se poi ci prendi gusto, si aprirà un mondo meraviglioso dinnanzi a te…

Un sorriso a tutti gli amici di ventilab.

Bibliografia:

1) ARDS Network. Ventilation with lower tidal volumes as compared with traditional for acute lung injury and the acute respiratory distress sindrome. N Engl J Med 2000, 342:1301-8

2) Amato MB et al. Effect of a protective-ventilation strategy on mortality in the Acute Respiratory Distress Syndrome. N Engl J Med 1998; 338:347-54

3) Ranieri VM et al. Effect of mechanical ventilation on inflammatory mediators in patients with acute respiratory distress syndrome: a randomized controlled trial. JAMA 1999; 282:54-61

4) Villar J at al. A high positive end-expiratory pressure, low tidal volume ventilatory strategy improves outcome in persistent acute respiratory distress syndrome: A randomized, controlled trial. Crit Care Med 2006; 34:1311-8

5) Pintado MC et al. Individualized PEEP setting in subjects with ARDS: A randomized controlled pilot study. Respir Care 2013 ;58:1416-23

6) Suter PM et al. Effect of tidal volume and positive end-expiratory pressure on compliance during mechanical ventilation. Chest 1978; 73:158-62

Author: Giuseppe Natalini

  8 Responses to “La PEEP nella ARDS: tabelline o compliance?”

  1. Caro Giuseppe,
    si potrebbe riassumere così il messaggio del post?

    1)La migliore PEEP è quella che permette di ridurre la pressione elastica (a parità di VT).
    2) La PEEP ottimale così trovata permette di vincere l’Elastanza polmonare con la minore pressione,
    in quanto si esercita su un volume alveolare di partenza già “disteso” .
    3) La pressione transpolmonare se ne giova con riduzione del “VILI”

    Saluti
    Elio

    • Grazie per le domande, Elio. Ecco le risposte:
      1) limtatamente al trattamento del paziente con ARDS durante ventilazione controllata, le evidenze ci portano a supportare la tesi che la miglior PEEP è quella che si associa alla minor pressione elastica. Emodinamica permettendo…
      2) la PEEP scelta in questo modo ci consente di avere la minor elastanza (= maggior compliance), probabilmente perchè riusciamo a mantenere aperte alla ventilazione aree polmonari che viceversa non sarebbero aerate all’inizio dell’inspirazione; ricordiamo che l’elastanza è la pressione necessaria per insufflare l’apparato respiratorio con 1 litro di gas;
      3) su questo punto il discorso si fa articolato. Finora parliamo di pressione delle vie aeree, non sappiamo se accade la stessa cosa a livello pleurico. Se la gabbia toracica avesse un’elastanza costante nel range di volume corrente e PEEP utlizzate, la variazione di pressione elastica dell’apparato respiratorio (cioè misurata con la pressione delle vie aeree) sarebbe parallela a quella traspolmonare e quello che dici sarebbe corretto. Ma se l’elastanza della gabbia toracica non fosse lineare, non potremmo dire che miglior compliance delle vie aeree = miglior pressione transpolmonare. Per valutare questo aspetto, dobbiamo misurare le variazioni di pressione transpolmonare a volume corrente costante con differenti livelli di PEEP. La procedura è simile a quella descritta nel post, dobbiamo solo aggiungere la misurazione della pressione esofagea. Bisogna quindi fare la differenza tra la pressione transplomonare a fine inspirazione (pressione di plateau nelle vie aeree – pressione di plateau esofagea) e fine espirazione (PEEP totale nelle vie aeree – pressione di fine espirazione esofagea). Per qualche spunto in più su questo argomento, si può rileggere il post del 07/02/2012.
      A presto.

  2. Ciao a tutti,
    E’ diventato indifferente aumentare la peep partendo dal basso rispetto a scalarla partendo dall’alto?
    ciao
    Francesco

    • Ciao Francesco, grazie anche per te per la domanda.
      Non ci sono evidenze che aumentare la PEEP (come nel post) o scalarla dopo reclutamento porti a differenze di outcome. Da un punto di vista concettuale, preferisco la scelta della PEEP con trial decrementale dopo reclutamento ed infatti è quello che faccio nella mia pratica clinica. Quello che ho proposto nel post è solo il modo più semplice, per cercare di convincere gli amici di ventilab che chiunque può farlo facilmente al letto del paziente. Recentemente ho avuto un paziente con ARDS grave che in prima giornata non tollerava il reclutamento (era shockato), quindi in questo anche io ho fatto la procedura descritta nel post.
      Peraltro nessuno degli studi che hanno dato valore alla scelta della PEEP sulla miglior compliance (ref. 2-4) ha calcolato la meccanica respiratoria dopo trial decrementale. Quindi penso che, da un punto di vista pratico, possa essere indifferente la scelta.

  3. Ciao a tutti, prima di tutto un immenso grazie per aver creato Ventilab! Ho due quesiti che sicuramente ai molti sono già noti e scontati ma che mi permetto comunque di proporre:

    1. Nel caso in cui il paziente non dovesse essere sottoposto alla somministrazione di bloccanti neuromuscolari ma solo ad un’analgo-sedazione sufficiente da consentire una ventilazione in modalità controllata, ha ancora un razionale cercare la best peep attraverso la driving pressure?

    2. Premesso che non ho ancora letto tutti gli articoli citati in bibliografia, la ricerca della best peep attraverso questo sistema è indipendente dalla modalità di ventilazione (es. pressione controllata, volume controllato, volume garantito, ecc.)?

    Grazie ancora e buona serata!

    Marco

    • 1) puoi cercare la best PEEP a patto che il paziente rimanga passivo durante le occlusioni delle vie aeree. E questo lo puoi ottenere anche senza paralisi. Tuttavia penso che in molti casi possa essere più saggio paralizzare un paziente per qualche giorno, riducendo la dose dei sedativi al minimo indispensabile per la perdita di coscienza, piuttosto che somministrare alte dose di sedativi per bloccare il drive respiratorio.
      2) La ricerca della best PEEP deve avvenire in volume controllato perchè il metodo funziona solo se il volume corrente è costante a tutti i livelli di PEEP. Una volta scelta la best PEEP, puoi applicarla con qualsiasi altra modalità di ventilazione, a patto che il volume corrente resti simile a quello che hai utilizzato nel PEEP trial.

  4. Ciao dott. Natalini
    prima di tutto devo ringraziarti e complimentarmi per il bel corso, interessante, didattico e molto funzionale per chi opera giornalmente su malati respiratori.
    Vorrei chiederti perchè non utilizzare per la determinazione della best peep la curva pressione volume che ci costruisce il respiratore. Per intenderci quella della insufflazione lenta, dove posso andare a visualizzare il punto di flesso inferiore. Te lo chiedo perchè fino a ieri, prima del corso facevo così. Oggi uso la driven pressure più bassa (o compliance più alta). Ma ad una domanda che mi è stata posta da un mio collega vorrei rispondere correttamente.
    Grazie e a presto.

    • Caro Diego, grazie per la domanda, che ci consente una piccola precisazione.
      Se il ventilatore ha la possibilità di programmare una manovra di inflazione lenta corretta (idealmente con il flusso di 3-4 l/min ed avendo azzerato PEEP ed autoPEEP), si può identificare (quando presente) un punto di flesso inferiore. Al termine del punto di flesso, inizia un tratto rettilineo della relazione pressione volume. E’ il tratto più ripido di tutta la curva, il che significa che il volume cambia molto con piccoli aumenti di pressione. In fatti la pendeza della relazione pressione volume è data da dV/dP, è cioè la compliance. Puoi ben capire che mettere una PEEP appena superiore al punto di flesso inferiore consente di erogare il medesimo volume corrente con la minor driving pressure, perchè siamo nella condizione di maggior compliace dell’apparato respiratorio.
      In altre parole, sia l’utilizzo della driving pressure che dell’inflazione lenta ci portano, per strade diverse, alla stessa conclusione perchè si fondano sullo stesso principio.

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