Feb 282015
 

turbamedicorumRoberto, un bravo collega che ho avuto il piacere di conoscere ad un nostro Corso di Ventilazione Meccanica, mi offre lo spunto per tornare sulla scelta della PEEP nella ARDS.

Roberto ha letto che l’utilizzo delle tabelle PEEP/FIO2 è il solo, tra i metodi descritti per scegliere la PEEP nella ARDS, che consenta di applicare un livello di PEEP correlato alla gravità della ARDS (cioè una PEEP più bassa nella ARDS lieve ed una più elevata nella ARDS grave): possiamo considerare questo dato come un elemento a favore delle tabelle PEEP/FIO2? Vorrebbe anche sapere quanto sia ragionevole la semplificazione di applicare una PEEP tra 5 e 10 cmH2O nella ARDS lieve, tra 10 e 15 cmH2O nella ARDS moderata e superiore a 15 cmH2O nella ARDS grave.

Figura 1.

Prima di entrare nel dettaglio, ripercorriamo la storia di una famosa tabella PEEP/FIO2 (figura 1). Essa nasce come “protocollo di reparto” in qualche Terapia Intensiva americana ed è stata poi utilizzata arbitrariamente (cioè senza spiegare come è stata ottenuta nè proporre una reference) in alcuni trial clinici sulla ARDS. Questa tabella si affaccia quindi nella pratica clinica in assenza di qualsiasi razionale fisiopatologico o evidenza clinicaL’argomento è già stato trattato nel post del 06/10/2013 a cui rimando in caso di necessità di chiarimenti.

Cerchiamo ora di capire perchè l’utilizzo della tabella PEEP/FIO2 consente di differenziare il livello di PEEP nei diversi livelli di gravità della ARDS. La gravità della ARDS è definita dal rapporto PaO2/FIO2: la ARDS è classificata lieve se questo è tra 200 e 300 mmHg, moderata se è tra 100 e 200 mmHg e grave se è inferiore a 100 mmHg. Questa scelta è certamente discutibile da un punto di vista fisiopatologico ma pragmaticamente accettabile dal punto di vista clinico.

Figura 2.

Figura 2.

L’utilizzo di una tabella PEEP/FIO2 prevede che si abbia il medesimo obiettivo ossigenativo (ad esempio una saturazione tra 88 e 95% o una PaO2 tra 55 ed 80 mmHg) nei pazienti con ARDS lieve, moderata e grave. Si aumentano quindi progressivamente e parallelamente i livelli di FIO2 e PEEP secondo la tabella di riferimento finchè non si ottiene la PaO2 desiderata. I pazienti con ARDS grave hanno, per definizione, un rapporto PaO2/FIOpiù basso di quelli con ARDS lieve: è quindi implicito nella definizione che, per ottenere la stessa PaO2, i pazienti con ARDS grave necessitino di una FIO2 più elevata dei pazienti con ARDS lieve. Utilizzando la tabella PEEP/FIO2, PEEP e FIO2 vanno “a braccetto”: se è alta la FIO2 è necessariamente alta anche la PEEPQuindi il fatto che la tabella PEEP/FIO2 attribuisca PEEP crescenti all’aumentare della gravità della ARDS non è un argomento a favore di questa scelta ma semplicemente una conseguenza ovvia ed intrinseca al metodo di scelta della PEEP. Esistono tabelle diverse da quella della figura 1, ad esempio quella in figura 2 prevede l’applicazione di PEEP più elevate per un approccio definito “lung open ventilation”. 

Al contrario delle tabelle PEEP/FIO2, la scelta della “best PEEP” utilizzando semplici misure di meccanica respiratoria slega completamente la PEEP dalla FIO2 e dalla PaO2. Nonostante esistano diversi approcci per questa scelta della “best PEEP”, il risultato finale comune a tutti i metodi è sempre lo stesso: la “best PEEP” è quella che si associa alla miglior (=più alta) compliance. Solo dopo aver scelto la PEEP che determina la miglior compliance, si aggiusta la FIO2 per ottenere un’ossigenazione accettabile: è evidente che in questo modo la FIO2 non ha alcuna influenza nella scelta della PEEP. E’ quindi possibile che pazienti con ARDS grave abbiano una bassa PEEP ed una alta FIO2.

Scegliere la “best PEEP” è molto più facile di quanto possa sembrare e può essere fatto in pochi minuti con qualsiasi ventilatore da qualunque medico abbia un minimo di conoscenza della ventilazione meccanica. Provare per credere. Ecco un esempio. Nella figura 3 vediamo il monitoraggio della ventilazione meccanica in una paziente con ARDS grave.

Figura 3

Figura 3

In questo caso abbiamo valutato la driving pressure (cioè la differenza tra pressione di plateau e PEEP totale) mantenendo un volume corrente costante a diversi livelli di PEEP (come spiegato nel già citato post del 06/10/2013)il livello di PEEP che si associa alla minor driving pressure corrisponde alla PEEP che determina la miglior compliance durante l’erogazione del volume corrente ed è la “best PEEP“. Possiamo vedere nella colonna dei numeri di destra che la pressione di plateau (Pplat) è 21 cmH2O con 5 cmH2O di PEEP: la driving pressure di 16 cmH2O è ottenuta dalla differenza tra queste due pressioni, considerando che in questo caso la PEEP coincide con la PEEP totale perchè è assente PEEP intrinseca (il flusso espiratorio arriva sulla linea dello zero prima dell’inizio dell’inspirazione successiva). La compliance, che ottiene dividendo il volume corrente (in questo caso 360 ml) per la driving pressure, è circa 23 ml/cmH2O. Con 5 cmH2O di PEEP la pressione di plateau sembra “tranquilla” (21 cmH2O difficilmente si associano ad un rilevante stress polmonare) e la valutazione “occhiometrica” dello stress index (vedi post del 15/08/2011 e del 28/08/2011) è rassicurante (vediamo una salita lineare della pressione delle vie aeree durante il flusso inspiratorio, come evidenziato dalla linea bianca tratteggiata sulla curva di pressione della terza inspirazione). In questa paziente con ARDS grave abbiamo ottenuto la minor driving pressure (=la miglior compliance) proprio con questi 5 cmH2O di PEEP.

Nella figura 4 vediamo il monitoraggio della stessa paziente con 11 cmH2O di PEEP.

Figura 4.

La pressione di plateau potrebbe essere ancora accettabile (31 cmH2O), ma la driving pressure è chiaramente aumentata (20 cmH2O) e conseguentemente (essendo costante il volume corrente) anche la compliance è peggiorata (si è ridotta a 18 ml/cmH2O). Inoltre lo stress index (sempre valutato “a occhio”) appare chiaramente superiore a 1 (cioè con un aumento della pendenza della curva di pressione nella parte finale dell’espirazione), come evidenziato dalla linea tratteggiata bianca.

In questa paziente la scelta più ragionevole sembra quindi quella di mantenere una PEEP di circa 5 cmH2O ed associare una FIO2 sufficiente a raggiungere una PaO2 di 60-70 mmHg. Se ci fossimo affidati alle tabelline PEEP/FIO2 o all’applicazione empirica di una PEEP di almeno 15 cmH2O (visto che ci troviamo davanti ad una ARDS grave) avremmo messo in pericolo la vita della paziente (più di quanto non lo fosse già a causa della grave malattia che l’aveva colpita).

Mi sembra quindi ragionevole preferire poche, semplici misure (pressione di plateau e PEEP totale) per determinare la “best PEEP” nell’ottica di una ventilazione protettiva, piuttosto che usare tabelle PEEP/FIO2 o scegliere una PEEP predefinita in funzione del rapporto PaO2/FIO2.

A supporto dell’utilizzo della driving pressure nella scelta della PEEP, è fresco di pubblicazione un articolo scritto da alcuni tra i maggiori esperti della ARDS sul New England Journal of Medicine del 19 febbraio 2015 (1). Questa elegante meta-analisi supporta il concetto che ciò che rende veramente protettiva la ventilazione nella ARDS (cioè che contribuisce alla riduzione della mortalità) è proprio la riduzione della driving pressure. L’entità del volume corrente e della PEEP non sono di per sè associati alla sopravvivenza, lo diventano solo se portano ad una riduzione della driving pressure. In altri termini è protettiva quella ventilazione che imposta volume corrente e PEEP per ridurre la driving pressure: nella pratica clinica questo si traduce nella limitazione del volume corrente e nella scelta della PEEP associata alla compliance più elevata, come abbiamo sopra descritto.

In uno dei prossimi post discuteremo come la misurazione della pressione esofagea possa eventualmente contribuire ad una scelta oculata della PEEP nei pazienti con ARDS.

In conclusione, la scelta della PEEP nella ARDS (allo stato attuale delle conoscenze) potrebbe essere gestita considerando che:

  • l’obiettivo dovrebbe essere il miglioramento (=l’aumento) della compliance dell’apparato respiratorio
  • il miglioramento della compliance si associa sempre alla riduzione della driving pressure (a parità di volume corrente)
  • la driving pressure si calcola facilmente facendo la differenza tra la pressione di plateau e la PEEP totale
  • nella pratica clinica è quindi sufficiente, mantenendo costante il volume corrente, misurare la driving pressure a diversi livelli di PEEP e scegliere una PEEP associata ai minori valori di driving pressure
  • a questo punto la FIO2 può essere scelta per avere un accettabile valore di PaO2 (cioè di almeno 60 mmHg, salvo diverse esigenze).

Un sorriso a tutti gli amici di ventilab.

 

Bibliografia

1) Amato MB, Meade MO, Slutsky AS, Brochard L, Costa EL, Schoenfeld DA, Stewart TE, Briel M, Talmor D, Mercat A, Richard JC, Carvalho CR, Brower RG. Driving pressure and survival in the acute respiratory distress syndrome. New Eng J Med 2015; 372:747-55

Author: Giuseppe Natalini

  12 Responses to “PEEP, FIO2, PaO2 e compliance nella ARDS: come sbrogliare la matassa”

  1. Caro Giuseppe,
    come al solito sei sempre pratico ed esaustivo.
    Io utilizzo il metodo che hai esposto per la ricerca della best peep ( valutando la driving pressure , cosa che ho imparato in un corso di ventilazione che si svolge a Brescia, non so se ne hai sentito parlare….) .
    Mi chiedevo : nel momento in cui il paziente non e’ curarizzato , inzia ad essere meno sedato e piu’ ‘attivo’ e magari inizia a triggerare come ti comporti per valutare quale sia la migliore peep da applicare ( considerato il fatto che inizia ad avere importanza l’eventuale peep intrinseca e non posso piu’ considerare la peep totale come se fosse la peep applicata )
    grazie e un abbraccio!

    • Caro Marco, che piacere risentirti!
      In alcuni importanti studi clinici sulla ventilazione protettiva, il calcolo della best PEEP è stato fatto il primo giorno dell’arruolamento e la PEEP ottenuta è stata poi mantenuta per tutta la durata della ARDS.
      Può essere comunque ragionevole ripetere la ricerca della best PEEP ogni volta che vi sia evidenza o sospetto di variazione della gravità della ARDS: la procedura è semplice e ben tollerata.
      Le misurazioni sono molto semplici ed affidabili quando il paziente è passivo (non necessariamente paralizzato) in ventilazione controllata.
      Quando il paziente ha segni di attività respiratoria spontanea, la misurazione della pressione di plateau e della PEEP totale richiedono un po’ di esperienza per cercare (quando presente) il valore durante le fasi di rilasciamento. Inoltre bisogna assicurarsi che il volume corrente non si modifichi (per effetto dell’attività respiratoria del paziente) tra un livello di PEEP e l’altro. In caso di piccole modifiche del volume corrente, è possibile calcolare, per ogni livello di PEEP, la compliance, che è l’indicizzazione del volume corrente per la driving pressure.
      Quindi, come vedi, è ancora possibile la ricerca della best PEEP anche in presenza di attività respiratoria spontanea, ma indubbiamente questo richiede una buona confidenza con la valutazione dei plateau nei pazienti attivi e comunque non sempre consente di ottenere risultati attendibili.

      Il tuo commento mi consente di fare aggiungere una importante considerazione. La scelta della best PEEP è importante durante le fasi iniziali della ARDS quando il paziente è in ventilazione controllata. Proprio per questo è importante impostare la best PEEP fin dalla prima ora di ventilazione: se si aspetta che arrivi “quello bravo” dopo uno, due, tre giorni, rischiamo di aver sprecato giorni fondamentali di ventilazione meccanica e di “chiudere la stalla quando i buoi sono già scappati” (similitudine bucolico-valdostana ;-)). Per questo motivo ritengo che tutti i medici debbano essere aiutati a capire e saper fare, evitando l’abbruttimento umano e professionale a cui conduce la delega incosapevole delle decisioni cliniche al presunto esperto di turno, a ventilazioni automatiche e a protocolli spesso idioti.

  2. Grazie per l’ottimo post che oggettivamente mi aiuta nel mio lavoro e per la risposta al mio quesito.
    Posso, ora, senza sensi di colpa, gettare definitivamente nel cestino le tabelle PEP/FiO2 (erano già li ma adesso verranno definitivamente distrutte).
    Certo che pensandoci un po’ su forse avrei potuto arrivarci a pensare che nell’ARDS grave sarebbe stata necessaria una maggiore FiO2 (per ottenere un sufficiente PaO2) e conseguentemente una maggiore PEEP. Mah!!
    Mi pare di poter “portare a casa ” da questo post (oltre alle tue conclusioni) anche il fatto che l’approccio debba essere individualizzato per ogni Paziente (calcolando la driving pressure ) e non considerando come “assoluto” che ARDS grave significhi minore compliance e quindi maggiore PEEP applicabile. Giusto?
    In tema di ARDS non riesco ad approfittare della tua esperienza per chiederti : in che cosa cambia, se cambia , nel trattamento ventilatorio che imposti, la visione della TAC del torace? Messa in altri termini : quando fai la TAC torace di un Paziente oltre ad avere il dato di immagine per dire che si tratta di una ARDS (addensamenti bil. ecc se non basta l’Rx torace) fai delle considerazioni sul tipo e dislocazione degli addensamenti ? Sulle aree di gound glass ? sull’entità del “baby lung” ? . Insomma ti è utile in qualche modo per indirizzare il trattamento terapeutico ?
    Grazie molte . Saluti
    Roberto Belluno

    • Nel caso descritto nel post l’ARDS è certamente grave, la compliance è molto bassa, ma la scelta più ragionevole della PEEP è di solo 5 cmH2O: in altre parole, la bassa compliance (così come l’ARDS grave) non coincide con la necessità di una alta PEEP.

      Dobbiamo certamente ringraziare la TC polmonare (e tutti i ricercatori che ci hanno messo energie ed intelligenza) per le tante cose che ci ha insegnato sulla ARDS, e probabilmente ancora tante cose potremo imparare da essa. Ma, al momento, l’utilità clinica (da giocarsi al letto del paziente) nelle scelte ventilatorie del paziente con ARDS mi sembra veramente “debole”. La TC torace non penso possa guidare nella scelta della PEEP nella pratica clinica. E’ difficile ipotizzare un PEEP trial fatto in TC, con scansioni ripetute per ciascun livello di PEEP. I limiti sono evidenti: richiederebbe tempo, bisognerebbe ogni volta spostare il paziente fuori dalla Terapia Intensiva e lo si esporrebbe a dosi elevate di radiazioni, si farebbero valutazioni solo in posizione supina (quando spesso in reparto poi teniamo i pazienti semiseduti o proni, cosa che modifica la meccanica respiratoria e distribuzione dell’aerazione polmonare). Anche la valutazione clinica dello stress sarebbe complessa e spendibile solo nel momento e nelle condizioni della TC. L’aspetto TC forse ci potrebbe aiutare nel prevedere la risposta al reclutamento alveolare (più probabile nelle forme diffuse che in quelle focali), anche se per questo la risposta ossigenativa penso sia fondamentale.

      Ciao Roberto, a presto.

  3. Superlativo……finalmente ……l’apparato respiratorio di ogni paziente é diverso(gattinoni)
    …..
    le tabelle le possono imparare anche le scimmie ammaestrate(Carlo martelletti)

  4. Mi chiedevo …. se nel secondo caso aveste utilizzato un VT più basso (cosa che io avrei probabilmente fatto sulla base di quella FiO2 di 0.70 che mi dice che parte del polmone è atelettasico), allora, aumentando la PEEP, la driving pressure non sarebbe aumentata così tanto come nel vostro secondo esempio. Una strategia di bassa PEEP in un caso di ARDS non peggiora il reclutamento polmonare?

    • Grazie per il commento, Paola.
      Certamente ogni PEEP deve essere “sposata” al volume corrente utilizzato. Quindi, cambiando il volume corrente, si dovrebbe rivalutare la best PEEP.
      Detto questo, vorrei ribadire due concetti importanti:
      1) il reclutamento alveolare non avviene a fine espirazione con la PEEP, ma con la pressione generata a fine inspirazione. La PEEP è fondamentale nel mantenere il reclutamento ottenuto;
      2) i polmoni hanno capacità diverse di farsi reclutare: aumentando le pressioni nelle vie aeree in alcuni pazienti prevarrà la sovradistensione mentre in altri il reclutamento.
      Suggerisco di seguire obiettivi clinici concreti (ad esempio la riduzione della driving pressure) piuttosto che concetti generici, nebulosi e non quantificabili (spesso) come il reclutamento.

      • Quale logica dovrebbe invece orientarci nella scelta del volume corrente ottimale per ogni singolo pz? Lei è in linee con una strategia protettiva che preveda l’impiego di bassi volumi correnti ( dell’ordine di 6-8 ml/kg di peso corporeo predetto)? Grazie

        • Penso che i cosiddetti bassi volumi correnti siano in realtà normali volumi correnti, quelli che ciascuno di noi utilizza nella ventilazione fisiologica. Pertanto non penso abbia alcun senso aumentarli in caso di malattia, semmai può essere più logico ridurli in caso di necessità.
          Pertanto ritengo che l’utilizzo di un volume corrente di 6-7 ml/kg sia una buona scelta di partenza in qualunque condizione, dal polmone normale a quello con ARDS.

      • “il reclutamento alveolare non avviene a fine espirazione con la PEEP, ma con la pressione generata a fine inspirazione.”: ossia la PRESSIONE DI PLATEAU?

        • O la DRIVING PRESSURE?

        • E’ proprio la pressione di plateau che porta al massimo reclutamento: più è elevata, più polmone si recluta ad ogni volume corrente. Spesso si associa una connotazione positiva alla parola “reclutamento”, ma visto da questo punto di vista può essere un evento molto negativo. Infatti maggiore è il reclutamento tidal, maggiore può essere la sovradistensione e maggiore il dereclutamento durante l’espirazione.

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