Feb 112015
 

punto di vistaLa Airway Pressure Release Ventilation (APRV) è una modalità di ventilazione un po’ strana, ma vale la pena conoscerla (ed imparare ad utilizzarla) perchè, a mio parere, in alcuni momenti può realmente cambiare la vita a qualche nostro paziente.

La APRV può essere molto utile in alcuni casi, ma come sempre non è la modalità di ventilazione in sè che “salva” il paziente, ma come la si utilizza.

Cosa è la APRV: come funziona, indicazioni e benefici clinici.

La APRV è un caso particolare di BIPAP (vedi post del 29/11/2014), in cui la pressione alta (Palta) viene mantenuta per un tempo superiore alla pressione bassa (Pbassa) (il tempo di Pbassa deve comunque essere inferiore a 1.5 secondi). Quindi la APRV è una CPAP su due livelli, ed il livello di pressione nettamente prevalente è quello alto (vedi figura 1).

Figura 1

Figura 1

La pressione alta.

Per capire la APRV, analizziamo per ora solamente la sua parte predominate, cioè i periodi a Palta, e dimentichiamo temporaneamente la presenza dei brevi periodi a Pbassa: da questa prospettiva ci troviamo di fronte ad una CPAP con una pressione elevata.

Sappiamo che una alta CPAP aumenta il volume di fine espirazione, lasciando il lavoro respiratorio a carico del paziente. A questo punto diventano chiare due condizioni che devono essere simultaneamente presenti per un’indicazione razionale della APRV:  1) la necessità di aumentare il volume polmonare a fine espirazione e 2) la volontà di far respirare spontaneamente il paziente. La APRV può essere applicata anche a pazienti passivi, ma in questo caso è inutile chiamarla APRV, il suo nome più corretto diventa pressione controllata a rapporti invertiti e perde tutti i vantaggi che descriveremo (che sono legati proprio alla presenza del respiro spontaneo): pertanto parleremo solo della “vera” APRV, cioè quella applicata in presenza di respiro spontaneo.

La necessità di aumentare il volume polmonare a fine espirazione ci fa venire subito in mente la Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS), condizione in cui spesso la capacità funzionale residua diventa inferiore ad 1 litro. Per questo motivo la principale applicazione della APRV è proprio la ARDS, mentre la APRV può essere vista come un controsenso in chi già soffre un elevato volume di fine espirazione, come i pazienti con iperinflazione dinamica associata a broncopneumopatia cronica ostruttiva.

Solo la presenza di attività respiratoria spontanea consente di sfruttare appieno i vantaggi della APRV. Per questo motivo la APRV non offre vantaggi rispetto alla ventilazione protettiva convenzionale (anzi, potrebbe anche essere peggiore) nelle fasi più gravi di ARDS, quando è necessario sedare e paralizzare i nostri pazienti. La APRV può diventare però un’arma decisiva quando si vogliano sospendere paralisi e sedazione nei casi di ARDS grave-moderata: spesso in questi pazienti l’inizio della ventilazione assistita è tempestoso, con tachipnea associata ad elevati volumi correnti, il tutto in un mare di asincronie. La CPAP della APRV lascia libero il paziente di respirare senza necessità di sincronia, e le inspirazioni su Palta, prive di supporto inspiratorio, normalmente si associano a volumi correnti accettabili. Ovviamente non si chiede al paziente di garantire da solo tutta la ventilazione/minuto, è sufficiente un contributo del paziente pari al 10-30% della ventilazione minuto (il resto lo faranno i passaggi in Pbassa, come vedremo in seguito). Il ripristino del respiro spontaneo favorisce l’aumento della portata cardiaca e la perfusione splancnica (per aumento del ritorno venoso associato a sedazione ridotta o abolita), il miglioramento dell’ossigenazione (si privilegia la ventilazione delle zone basali del polmone e la ridistribuzione dei gas alveolari) e la prevenzione della disfunzione dei muscoli respiratori indotta dalla ventilazione.

La pressione bassa.

La APRV deve anche supportare il paziente nell’eminazione di CO2 e questo risultato è ottenuto con i brevi periodi di Pbassa: nel passaggio a Pbassa (definito “rilascio di pressione“) i polmoni esalano un volume di gas che contiene CO2 ed il ritorno a Palta si ottiente con un volume di gas fresco che non contiene CO2. Si capisce bene a questo punto perchè si chiama “ventilazione a rilascio di pressione nelle vie aeree“: grazie ai rilasci di pressione si concretizza il supporto della ventilazione (=eliminazione di CO2), che sarà tanto maggiore quanto più frequenti saranno le fasi di Pbassa e quanto più grande il volume esalato nel passaggio a Pbassa.

In sintesi: il paziente rimane prevalentemente in CPAP (Palta) e non riceve alcun supporto inspiratorio ed i brevi rilasci di pressione consentono di eliminare “aria sporca” (=con CO2) e sostituirla con “aria pulita” (=senza CO2).

Al termine del periodo di Pbassa è comunque necessario che rimanga nei polmoni una pressione positiva (concettualmente simile alla PEEP totale) in linea con i valori di PEEP che riteniamo appropriati  per evitare l’atelectrauma. Grazie alla breve durata della Pbassa, questo risultato sarà ottenuto per merito dell’auto-PEEP (che, come abbiamo visto nel post del 18/08/2014, non è necessariamente un veleno…). 

A rigor di termine può essere improprio parlare di PEEP ed auto-PEEP (PEEP= positve end-expiratory pressure) nella APRV, visto che il periodo di Pbassa non è “l’espirazione” ma “una delle espirazioni” del paziente, una parte delle quali si può verificare anche a Palta. La figura 3 riportata di seguito potrà chiarire meglio il concetto. Impropriamente, solo per comodità continueremo a chiamare PEEP la pressione al termine del periodo di Pbassa.

Come impostare la APRV.

La gestione della APRV potrebbe non essere semplice ed immediata perchè richiede scienza, arte ed esperienza. Pertanto finchè non si diventa familiari con le sue dinamiche, suggerisco di applicare la APRV in casi abbastanza semplici (anche se la ARDS semplice non è mai) e progressivamente cercare di dominare anche le situazioni più complesse.

L’utilizzo della APRV si fonda su due fasi che devono essere continuamente ripercorse: 1) l’impostazione dei parametri e 2) l’adeguamento dell’impostazione in base ai risultati ottenuti.

Impostazione dei parametri.

La APRV richiede l’impostazione di 4 variabili: Palta, Pbassa, la durata di Palta (T-Palta) e la durata di Pbassa (T-Pbassa). Vediamo quale può essere una loro iniziale impostazione ragionata.

Palta: inizialmente si può impostare una Palta tra i 20 ed i 25 cmH2O. E’ mia opinione che sarebbe bene stare sempre almeno 5 cmH2O al di sotto della pressione di plateau di sicurezza (che spesso viene identificata a 30 cmH2O). Non propongo calcoli che potrebbero risultare complessi, ma penso che questa scelta possa con buona sicurezza assorbire anche gli aumenti di pressione transpolmonare dovuti all’attività respiratoria del spontanea del paziente durante Palta;

Pbassa: come impostazione iniziale preferisco scegliere 0 cmH2O associata ad un T-Pbassa molto breve (vedi sotto). In questo modo il flusso espiratorio passivo che inizia con il passaggio a Pbassa si interrompe precocemente, lasciano nel paziente una certa quota di “auto-PEEP“, che noi sfrutteremo per evitare il ciclico collasso alveolare in espirazione. (esiste anche la corrente di pensiero che preferisce valori di Pbassa sopra lo zero e un T-Pbassa più lungo. Ritengo che questo approccio condizioni inevitabilmente un T-Palta troppo breve, tuttavia in alcuni pazienti anche questa scelta potrebbe essere efficace);

T-Pbassa: può essere opportuno iniziare con 0.5″-0.6″.

T-Palta: la somma T-Pbassa + TPalta descrive la durata di un ciclo completo di APRV. Se scegliessimo 0.5″ di T-Pbassa e 4.5″ di T-Palta, avremmo un ciclo di 5″. Questo significa che ogni 5″ (e quindi 12 volte al minuto) c’è un rilascio di pressione e quindi un contributo meccanico alla ventilazione. Se il T-Palta fosse ridotto a 2.5″, il ciclo sarebbe di 3″ e quindi 20 volte al minuto ci sarebbe il rilascio di pressione. Quest’ultima scelta garantisce un maggior contributo del ventilatore all’eliminazione della CO2. Quindi il T-Palta deve essere accorciato quando si vuole supportare maggiormente l’eliminazione di CO2, mentre dovrebbe essere allungato quando il paziente è in grado di mantenere una adeguata PaCO2 con la propria attività respiratoria o quando è più importante supportare l’ossigenazione.

Adeguamento dell’impostazione in base ai risultati ottenuti.

PEEP totale: la PEEP totale si può misurare con l’occlusione di fine espirazione anche in APRV e dovrebbe essere simile alla PEEP che riteniamo appropriata. Nella figura vediamo un esempio: il plateau dell’occlusione a fine espirazione è indicato dalla doppia freccia rossa e si vede la lettura della PEEP totale che compare sul display numerico durante il periodo di occlusione.

Figura 2.

Figura 2.

Se la PEEP totale fosse eccessiva, possiamo o ridurre i volumi correnti se sono elevati (vedi sotto) e/o aumentare T-Pbassa. Se la PEEP totale fosse invece insufficiente, possiamo ridurre il T-Pbassa e/o aumentare Pbassa.

Quando non è possibile stimare la PEEP totale, viene suggerito di modulare il T-Pbassa per interrompere l’espirazione quando il flusso espiratorio raggiunte il 50-75% rispetto al picco (vedi figura 3.)

Figura 3.

Figura 3.

Volume corrente: le variazioni di passive di volume nel passaggio da Palta a Pbassa devono essere nei limiti accettabili della ventilazione protettiva, così come le variazioni totali di volume durante una fase di Palta devono essere ragionevoli.

Le variazioni di volume devono essere capite ed interpretate correttamente, per abituarci a farlo analizziamo il caso presentato in figura 4. Con i numeri da 1 a 4 sono indicate le diverse fasi di flusso (curva verde) durante Palta. Il numero 1 indica un flusso inspiratorio che inizia al passaggio da Pbassa a Palta. Al termine di questo flusso si completa un primo aumento nella traccia di volume corrente (la curva azzurra). Possiamo stimare (proiettando la fine del flusso sulla curva di volume) che a questo punto siano entrati circa 100 ml nei polmoni del paziente. Appena finito questo flusso inspiratorio, ne inizia un altro (il numero 2), questa volta completamente spontaneo (quindi un atto in CPAP a Palta). Al termine di questo flusso, il volume corrente è aumentato a circa 600 ml. Quindi segue un flusso espiratorio indicato con il numero 3 (un‘espirazione a Palta), al termine del quale il volume si è ridotto a circa 250 ml. L’ultima inspirazione (la numero 4) che avviene a Palta è ancora spontanea e riporta nuovamente il volume corrente a poco più di 600 ml. Il risultato finale è che durante il ciclo di Palta il volume polmonare non è mai aumentato oltre 600-650 ml (la somma algebrica di tre espirazioni ed 1 espirazione) : questo dato potrebbe essere accettabile in un paziente in cui il peso ideale fosse intorno agli 80 kg (saremmo entro gli 8 ml/kg), ma non in un soggetto il cui peso ideale fosse di 50 kg (aumento di volume di circa a 12 ml/kg). (Ovviamente si possono accettare sporadici volumi “eccessivi”).

Figura 4.

Figura 4.

Se il volume fosse troppo piccolo possiamo aumentare la differenza tra Palta e la PEEP totale, viceversa quensta va ridotta se il volume corrente fosse eccessivo.

PaCO2: se la PaCO2 fosse troppo elevata, la soluzione è ridurre T-Palta, con l’effetto di aumentare il numero di rilasci al minuto. Ovviamente possiamo aumentare il volume associato al rilascio di pressione (vedi sopra) qualora questo fosse inferiore al raccomandato.

PaO2: l’ossigenazione può essere migliorata aumentando la pressione media delle vie aeree, cosa possibile aumentando Palta e/o T-Palta.

In questo post ho cercato di sintetizzare quanto ho appreso sulla APRV dagli studi clinici e dalla mia esperienza pratica. Certamente l’argomento si presterebbe a molte ulteriori considerazioni ed approfondimenti, che eventualmente affronteremo nello spazio per i commenti.

Conclusioni. 

Riassumendo gli aspetti principali della APRV:

  • la principale indicazione alla APRV è il paziente con ARDS moderata/grave con attività respiratoria spontanea; può essere quindi particolarmente utile nella transizione dalla ventilazione controllata con sedazione/paralisi alla ventilazione assistita;
  • la APRV consente di ridurre i sedativi, ripristinare l’attività dei muscoli respiratori e migliorare l‘ossigenazione, la portata cardiaca e la perfusione renale;
  • il valore di pressione alta dovrebbe essere sempre più basso della pressione di plateau che si considera come limite superiore da non superare; un valore abituale è tra i 20 ed i 25 cmH2O;
  • la pressione bassa può essere 0 cmH2con una breve durata (0.5″-0.6″)
  • la durata della pressione alta dipende dalla capacità di respiro spontaneo del paziente; più si vuole supportare la ventilazione del paziente, più breve deve essere la durata della pressione alta, più si vuole autonomizzare il paziente, più si deve allungare il tempo di pressione alta;
  • il volume corrente passivo deve essere nei limiti della ventilazione protettiva;
  • è opportuno valutare la PEEP totale e fare in modo che essa coincida con il valore di PEEP ottimale per il paziente.

Prima di alcuni suggerimenti bibliografici sulla APRV, come sempre un sorriso a tutti gli amici di ventilab.

 

Bibliografia.

Hering R et al. Effects of spontaneous breathing during airway pressure release ventilation on intestinal blood flow in experimental lung injury. Anesthesiology 2003; 99:1137-44

Kaplan LJ et al. Airway pressure release ventilation increases cardiac performance in patients with acute lung injury/adult respiratory distress syndrome. Crit Care 2001; 5:221-6

Putensen C et al. Spontaneous breathing during ventilatory support improves ventilation-perfusion distributions in patients with acute respiratory distress syndrome. Am J Respir Crit Care Med 1999; 159:1241–8

Putensen C et al. Long term effects of spontaneous breathing during ventilatory support in patients with acute lung injury. Am J Respir Crit Care Med 2001; 164:43-9

Richard JC et al. Potentially harmful effects of inspiratory synchronization during pressure preset ventilation. Intensive Care Med 2013; 39:2003–10

Rose L et al. Airway pressure release ventilation and biphasic positive airway pressure: a systemic review of definitional criteria. Intensive Care Med 2008; 34:1766-73

Yoshida T et al.  The impact of spontaneous ventilation on distribution of lung aeration in patients with acute respiratory distress syndrome: airway pressure release ventilation versus pressure support ventilation. Anesth Analg 2009; 109:1892-900

Review free:

Daoud EG et al. Airway Pressure Release Ventilation: what do we know? Respir Care 2012;57:282-92

 

Author: Giuseppe Natalini

  5 Responses to “Airway Pressure Release Ventilation (APRV): come e perchè utilizzarla nel paziente con ARDS.”

  1. Grazie per il chiaro ed esaustivo post sulla APRV, personalmente dovrei dire finalmente visto la mia insistenza, nelle occasione d’incontro, a sollecitare un post sull’argomento. Chiarito la principale indicazione, ti volevo chiedere un tuo parere sull’utilizzo della APRV, come ho visto in alcune rianimazioni che frequento, compresa la mia, nello svezzamento dal ventilatore di pazienti difficili, compreso il Bpco, ma utilizzata con T-alta breve e T-bassa lunga, al posto di una Bipap/Asb o Asb pura, che ha mio parere è un modo improprio di utilizzo.
    Luigi Mendetta

    • Grazie per la domanda Gigi, che mi consente di fare ulteriore chiarezza (forse) sulla APRV.
      1) Faccio fatica ad immaginare la APRV nel weaning e non conosco studi che ne supportino l’utilizzo.
      2) Bisogna stare attenti ai termini (e come al solito i ventilatori tendono a imbrogliarci). I ventilatori che hanno menù di impostazione differenti per BIPAP e APRV ci inducono a credere che BIPAP e APRV siano ventilazioni diverse. Ma questo è un grande equivoco perchè BIPAP E APRV SONO LA STESSA COSA. La APRV è un particolare modo di fare BIPAP in cui il tempo di Palta prevale sul tempo di Pbassa. Quindi se si imposta una APRV (perchè si accede al menu del ventilatore per la APRV) con un tempo di Palta breve ed un tempo di Pbassa lungo, non si fa una APRV ma una BIPAP (perchè la APRV per definizione ha un tempo di Palta superiore a quello di Pbassa). Dobbiamo ringraziare alcune aziende che producono i ventilatori della necessità di questo ragionamento contorto!
      Facciamo un esempio. I ventilatori della Draeger hanno una impostazione diversa per BIPAP ed APRV. Se accedo al menu APRV ed imposto un tempo di Palta di 1 secondo ed un tempo di Pbassa di 4 secondi non faccio chiaramente una APRV (in cui Palta dura di più di Pbassa); posso infatti ottenre esattamente la stessa ventilazione selezionando il menu BIPAP e scegliendo un Tempo inspiratorio di 1 secondo ed una frequenza respiratoria di 12/minuto (puoi facilmente calcolare che il tempo espiratorio, cioè di Pbassa, in questo caso è di 4 secondi).
      3) Quindi tu mi chiedi in realtà un parere sulla BIPAP durante la fase di ventilazione assistita che porta allo svezzamento dalla ventilazione meccanica. La mia risposta su questo punto è chiarissima: qualsiasi modalità di ventilazione va bene se è impostata correttamente, nessuna modalità va bene se è impostata male. Non è la modalità di ventilazione di per sè che fa la differenza, ma come la si imposta. Su questo aspetto mi impegno a scrivere un prossimo post di ventilab.
      Ciao, a presto nella splendida Napoli.

      • Grazie mille per i post che sono sempre molto istruttivi e chiari.

        Volevo intervenire per quanto riguarda la differenza tra APRV et BIPAP / BIPAP-Ai (denominazione Drager). Grande arcano della ventilazione dei nostri giorni in rianimazione. Penso che ci sia effettivamente una differenza anche se la sua importanza a livello clinico non è chiara e penso sia in fase di studio.

        Effettivamente tutti e due i modi a livello di funzionamento delle valvole proporzionali del respiratore funzionano nella stessa maniera (é possibile respirare durante tutte le fasi del ciclo respiratorio).
        La differenza stà nella capacità di SINCRONIZZAZIONE durante la fase espiratoria che esiste nei modi BIPAP / BIPAP-Ai e che è assente in APRV che è un modo completamente asincrono.

        Per spiegarmi meglio un paziente quando si trova nella fase espiratoria e decide di inpirare:
        – se è in BIPAP il ventilatore si sincronizza con la sua attività respiratoira e il paziente riceverà un ciclo in ventilazione controllata in pressione.
        – se si trova in BIPAP-AI può ricevere un ciclo in pressure-support o, se “cade” nella finsetra di sincronizzazione, un ciclo in ventilazione controllata in pressione
        – se si trova in APRV la sincronizzazione non esiste ovvero il paziente non riceverà mai un ciclo in pressione controllata o meglio questo succede solo se “malauguratamente” il trigger del paziente coincide per caso con l’inizio della pressurizzazione da P-bassa a P-Bassa (come potete capire qualcosa di abbastanza raro)

        L’importanza di questa sincronizzazione / assenza di sincronizzazione non è chiara, ma ci sono delle osservazioni che fanno pensare che potrebbe essere importante e che potrebbero aprire la porta a l’utilizzazione dell’APRV nel modo “improprio” ovvero con un rapporto I:E “normale” e non “capovolto”.
        Effettivamente c’è chi si è divertito a posizionare della sonde esofagee e andare a misurare la “pressione pleurica” e calcolare la pressione transpulmonare (che sappiamo essere la vera causa di danno polmonare).
        Si sono resi conto che il fatto di sincronizzare lo sforzo inspiratorio del paziente con il ciclo controllato del ventilatore fa si che le pressioni transpulmonair in quel determinato ciclo sono molto più elevate. Chiaramente questo succede molto molto frequentemente in BiPAP, frequentemente in BiPAP-AI e molto poco in APRV.
        CI si potrebbe allora chiedere se ventilare in APRV (diciamo sostituendo l’APRV a la BIPAP /BIPAP-AI) ma con un rapporto I:E “normale” non sia una ventilazione più protettrice.

        Vi allego di seguito un articolo che mi ha fatto riflettere sull’argomento.

        Vi ringrazio fin d’ora per i commenti e le critiche

        Marco

        Potentially harmful effects of inspiratory synchronization during pressure preset ventilation
        J. C. M. Richard, A. Lyazidi, E. Akoumianaki, S. Mortaza, R. L. Cordioli, J. C. Lefebvre, N. Rey, L. Piquilloud, G. F. Sferrazza-Papa, A. Mercat, L. Brochard
        Volume 39, Number 11 / November, 2013

        • Ho appena visto che l’articolo era già citato tra quelli consigliati da leggere… 😉

        • D’accordo con te, Marco. Un’unica precisazione. Riferendosi alle denominazioni Draeger, la BIPAP è una vera BIPAP, quindi se il paziente inspira a livello PEEP (definizione non corretta utilizzata per definire la Pbassa), non triggera alcun atto controllato ma respira spontaneamento al livello di pressione a cui si trovano le vie aeree (l’eventuale sincronizzazione può riguardare l’adeguamento della durata dell’atto fatto con Pinsp all’attività respiratoria del paziente, ma l’attività del paziente non modifica il numero di atti al minuti fatti raggiungendo la Pinsp). Invece nella BIPAP Assist, l’inspirazione a livello PEEP innesca sempre un atto controllato. L’APRV è come la BIPAP (e infatti è una BIPAP) e non prevede sincronizzazione.
          In realtà in alcuni ventilatori meccanici anche la APRV prevede qualche forma di sincronizzazione, adeguando entro certi limiti il passaggio da Palta a Pbassa e viceversa all’attività del paziente. Ma così, come hai giustamente fatto notare, si rischia di perdere un possibile potenziale vantaggio della APRV.

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