Giuseppe Natalini

Dic 092019
 

Capita  spesso a tutti i medici “in prima linea” di trovarsi di fronte una persona con infezione ed ipotensione arteriosa. Se l’ipotensione non si risolve rapidamente con la somministrazione di fluidi (se indicati), si deve iniziare la somministrazione di un vasocostrittore, di solito la noradrenalina (o norepinefrina che dir si voglia), per aumentare di pressione arteriosa. Ricordiamo che oggi questa condizione di ipotensione che necessita di vasocostrittore è definita shock settico se ad essa si associa un elevato valore di lattato plasmatico (1).

Ora nasce spontanea la domanda: che livello di pressione arteriosa dobbiamo mantenere con la norepinefrina?

Sono certo che a molti verrà in mente il valore di 65 mmHg di pressione arteriosa media. Questa soglia è supportata da una raccomandazione forte della linea-guida della Surviving Sepsis Campaign (2): “We recommend an initial target mean arterial pressure (MAP) of 65 mmHg in patients with septic shock requiring vasopressors (strong recommendation, moderate quality of evidence)”.

Questo numero “magico” mi lascia molti dubbi, come qualsiasi altro numero che pretenda di dare presunte certezze alla pratica medica. Ed una attenta lettura della linea guida ben supporta questo mio dubbio.

La raccomandazione di cui sopra fornisce una indicazione solo per l’inizio del trattamento (“We recommend an initial target…)”, che seguendo l’aggiornamento 2018 della linea guida sembrerebbe coprire la prima ora dalla presentazione in ospedale (3). Dall’ora successiva (ora più, ora meno) si individualizzare il livello di pressione arteriosa caso per caso (dimenticando i 65 mmHg), dopo aver raggiunto una migliore comprensione del paziente . Questo è quanto afferma la linea guida, in una riga delle sue 74 pagine:   “When a better understanding of any patient’s condition is obtained, this target should be individualized to the pertaining circumstances.“.

Mi sembra di poter tranquillamente affermare che la vera raccomandazione della linea guida sia l’invito ad approfondire sempre il ragionamento clinico per trovare ogni volta l’approccio terapeutico più appropriato.

Per poter tradurre in pratica tutto questo, cerchiamo prima di capire il significato della pressione arteriosa e quali sono le conoscenze che la ricerca ci mette a disposizione.

Pressione arteriosa o perfusione tissutale?

La prima considerazione è che la pressione arteriosa non può e non deve essere il fine del trattamento emodinamico. Il vero obiettivo è la perfusione tissutale, che assicura alle cellule l’apporto di ossigeno necessario per il metabolismo. In fisiologia la perfusione tissutale non dipende dalla pressione arteriosa (entro certi limiti) per effetto dell’autoregolazione, un fenomeno presente in quasi tutti i distretti vascolari che mantiene costante il flusso ematico nonostante i cambiamenti nella pressione arteriosa. Ma nello shock l’ipotensione potrebbe condizionare la perfusione tissutale perchè la pressione arteriosa può abbassarsi al di sotto della soglia di autoregolazione, che peraltro probabilmente è perduta o meno efficiente in corso di shock settico.

Pressione arteriosa media < 65 mmHg e perfusione tissutale nello shock settico.

Non vi sono studi sugli effetti di una pressione arteriosa media inferiore a 65 mmHg sulla perfusione tissutale di pazienti in shock settico. L’obiettivo minimo dei 65 mmHg appare pertanto arbitrario: potremmo accettare valori pressori inferiori qualora non si manifestassero segni o sintomi correlabili a ipoperfusione tissutale (vedi sotto).

Pressione arteriosa media > 65 mmHg e perfusione tissutale nello shock settico.

Gli studi fisiologici su pazienti con shock settico sono concordi del rilevare che l’aumento di pressione arteriosa media oltre 65 mmHg (ottenuto con l’incremento della dose di norepinefrina) produce un aumento di portata cardiaca e trasporto di ossigeno (4-6). Gli effetti sulla perfusione tissutale sono però contraddittori: in alcuni casi non si modifica (4,5), in altri invece migliora (6). In due trial randomizzati e controllati si è valutato l’impatto sull’outcome di pressione arteriosa media “bassa” (60-70 mmHg) e “alta” (75-85 mmHg) (7,8). Complessivamente non si sono osservate differenze di mortalità, con effetti sia positivi che negativi degli alti valori di pressione (più aritmie, meno insufficienza renale nei pazienti con ipertensione arteriosa, mortalità più elevata nel sottogruppo dei pazienti anziani). E’ da notare che però in questi studi i pazienti con “pressione bassa” in realtà raggiungevano valori di pressione arteriosa media più elevati di quanto pianificato, mediamente 70-75 mmHg.

Su queste base possiamo poggiare una proposta per il supporto cardiovascolare nei pazienti con shock settico. Proviamo a sintetizzarla in alcuni punti:

  1. Pur in assenza di qualsiasi supporto della letteratura, possiamo comunque ritenere ragionevole iniziare precocemente l’infusione di farmaci vasoattivi se la pressione arteriosa media è inferiore a 65 mmHg. Infatti la valutazione della perfusione tissutale (il vero obiettivo del trattamento) può richiedere alcune ore: nel frattempo è appropriato garantire empiricamente la pressione di perfusione che deriva da questa scelta;
  2. se questo approccio “funziona”  (senza raggiungere alte dosi di noradrenalina), direi che quanto abbiamo fatto possa essere sufficiente. A mio parere il successo del trattamento iniziale è supportato dalla normalizzazione entro le prime 2-3 ore sia del lattato arterioso, sia della diuresi, sia del tempo di riempimento capillare, sia della saturazione venosa centrale;
  3. se questo il trattamento iniziale non sortisce gli effetti sopra descritti, se le disfunzioni d’organo in atto non sono particolarmente gravi, si può provare nelle 2-3 ore successive ad incrementare la pressione arteriosa media a 75-80 mmHg e rivalutare i suddetti segni clinici di perfusione tissutale;
  4. se l’incremento di pressione arteriosa media non funziona o le disfunzioni d’organo sono gravi, si impone di fare ciò che anche la linea guida ci chiede: conoscere più approfonditamente il paziente per personalizzare l’approccio. Da notare che se facciamo quanto proposto nei punti precedenti, sono trascorse al massimo 5-6 ore dall’inizio dello shock settico. Non dobbiamo aspettare oltre, potrebbe essere solo tempo perso. Per personalizzare l’approccio, dobbiamo ragionare in termini di trasporto di ossigeno (oxygen delivery, DO2), che è il prodotto della portata cardiaca (cardiac output, CO) ed il contenuto arterioso di O2 (CaO2): DO2 = CO x CaO2. Diventa quindi necessario misurare la portata cardiaca. In un paziente settico con disfunzioni d’organo in atto e segni di ipoperfusione tissutale, ritengo che il CaO2 possa essere ottimizzato quando l’emoglobina ha una concentrazione di almeno 10 g/dL ed una saturazione arteriosa del 95%. Dopodichè, se la portata cardiaca è inferiore al normale e non abbiamo raggiunto gli obiettivi di perfusione tissutale sopra descritti, dovremmo incrementarla (se possibile e con gli interventi appropriati, senza insistere inutilmente con la somministrazione di fluidi) all’interno del range di normalità, che per l’indice cardiaco è 2.5-4 l·min-1·m-2.
  5. Se l’ipoperfusione tissutale permane nonostante l’escalation terapeutica descritta nei punti precedenti, dobbiamo ritenere che essa sia secondaria ad una maldistribuzione del flusso ematico e ad alterazioni del metabolismo cellulare. A questo punto l’emodinamica non può più nulla e ci dobbiamo limitare a mantenere saggiamente le posizioni, o addirittura tornare ad accettare un indice cardiaco ai limiti inferiori della norma qualora valori più elevati siano ottenuti con una elevata aggressività terapeutica.

Abbiamo constatato ancora una volta come la medicina non si faccia ricercando formule magiche, come invece faceva Harry Potter nelle sue avventure: la realtà è diversa dalla magia, dobbiamo pertanto evitare l’harrypotterizzazione della medicina (felice espressione “rubata” al dott. Giuseppe Umana di Catania).

Oggi non abbiamo parlato di ventilazione meccanica, lo faremo sicuramente nel prossimo post. Del resto chi segue ventilab sa bene che dedichiamo ben volentieri spazio anche all’emodinamica (clicca sulla tag “emodinamica” per vedere i post che hanno trattato questo argomento), un amore della prima ora. E’ stato proprio l’incontro con la fisiopatologia cardiovascolare a farmi decidere di fare il rianimatore: oggi sarei un neurologo se non avessi incontrato Starling e Guyton qualche mese prima della laurea. E proprio questa passione è stata decisiva nella decisione di aggiungere il “Corso di emodinamica” nella proposta formativa di ventilab (ci sono gli ultimi posti liberi nella edizione di marzo 2020, se sei interessato all’evento cercalo nel catalogo degli eventi formativi di Fondazione Poliambulanza).

Come sempre, un sorriso a tutti gli amici di ventilab.

Bibliografia.
1) Singer M, Deutschman CS, Seymour CW, et al.: The Third International Consensus Definitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis-3). JAMA 2016; 315:801-810
2) Rhodes A, Evans LE, Alhazzani W, et al.: Surviving Sepsis Campaign: International Guidelines for Management of Sepsis and Septic Shock. Crit Care Med 2017; 45:486–552
3) Levy MM, Evans LE, Rhodes A: The Surviving Sepsis Campaign Bundle: 2018 update. Intensive Care Med 2018; 44:925–928
4) LeDoux D, Astiz ME, Carpati CM, et al.: Effects of perfusion pressure on tissue perfusion in septic shock. Crit Care Med 2000; 28:2729–2732
5) Bourgoin A, Leone M, Delmas A, et al.: Increasing mean arterial pressure in patients with septic shock: Effects on oxygen variables and renal function: Crit Care Med 2005; 33:780–786
6) Thooft A, Favory R, Salgado D, et al.: Effects of changes in arterial pressure on organ perfusion during septic shock. Crit Care 2011; 15:R222
7) Asfar P, Meziani F, Hamel J-F, et al.: High versus Low Blood-Pressure Target in Patients with Septic Shock. N Eng J Med 2014; 370:1583–1593
8) Lamontagne F, Meade MO, Hébert PC, et al.: Higher versus lower blood pressure targets for vasopressor therapy in shock: a multicentre pilot randomized controlled trial. Intensive Care Med 2016; 42:542–550

Nov 122019
 

Ho il piacere di invitarti al convegno “POSITIVE END-EXPIRATORY PRESSURE (PEEP) IN ANESTESIA E TERAPIA INTENSIVA” che si terrà la mattina di sabato 16 novembre p.v. a Brescia alla Fondazione Poliambulanza. Avremo come graditissimo ospite il prof. Salvatore Grasso dell’Università di Bari che tratterà “La PEEP nel paziente con ARDS“. A seguire ci saranno le relazioni “La PEEP nel paziente con BPCO”, “La PEEP in anestesia” e “L’impatto della PEEP sul sistema cardio-vascolare“ (tenute rispettivamente da Giuseppe Natalini, Rosalba Caserta ed Elena Malpetti di Fondazione Polaimbulanza). L’iscrizione è gratuita ma obbligatoria. Clicca qui per scaricare il programma con le istruzioni per l’iscrizione.

Set 302019
 

Nelle linea guida sulla ventilazione non-invasiva della European Respiratory Society e della American Thoracic Society le uniche due raccomandazioni “forti” sono a favore dell’utlizzo della ventilazione non-invasiva nella ipercapnia con riacutizzazione di BroncoPneumopatia Cronica Ostruttiva (BPCO) e nell’edema polmonare cardiogeno. Abbiamo già discusso in precedenza l’utilizzo della ventilazione non-invasiva nella riacutizzazione di BPCO (vedi post del 25/04/2018), ora ragioniamo sul suo utilizzo nei pazienti con edema polmonare cardiogeno.

L’applicazione di una pressione positiva intratoracica ha molteplici effetti benefici sulla disfunzione ventricolare sinistra e l’insufficienza respiratoria ad essa associata.

Effetto della ventilazione positiva su ritorno venoso, portata cardiaca e postcarico del ventricolo sinistro nell’edema polmonare cardiogeno.

Si sente dire che un effetto positivo della ventilazione meccanica nell’edema polmonare sia la riduzione del ritorno venoso. Questa affermazione non è banale e merita qualche riflessione. L’edema polmonare cardiogeno è caratterizzato da un profilo di bassa portata: se il ventricolo sinistro potesse avere una portata cardiaca normale, non avremmo una condizione di edema polmonare. Abbiamo visto in altre occasioni come portata cardiaca e ritorno venoso siano ovviamente uguali. Potrebbe quindi apparire paradossale che la riduzione del ritorno venoso in una condizione di bassa portata possa essere un evento favorevole: se si riduce il ritorno venoso, si riduce ulteriormente la portata cardiaca?

Per capire questo apparente paradosso, facciamo un salto indietro nel tempo di oltre 100 anni. Spesso pensiamo alla cosiddetta “legge di Starling” in termini di precarico. Ma a mio modo di vedere, riferendosi allo studio originale di Patterson e Starling del 1914 (2), si dovrebbe pensare alla “legge di Starling” in termini di ritorno venoso.

Figura 1

Nella figura è riprodotto il preparato anatomico utilizzato nella sperimentazione. Il sangue arriva all’atrio destro (cioè il ritorno venoso, segnato dalle frecce rosse) da un reservoir posto 35 cm al di sopra del cuore. Il ritorno venoso viene modificato da una clip a vite (freccia blu). Le variazioni di pressione venosa sono quindi secondarie alle variazioni del ritorno venoso: più si apre la clip a vite, più sangue arriva all’atrio destro, più aumenta la pressione venosa all’ingresso del cuore.

Figura 2

Vediamo ora cosa succede modificando il ritorno venoso (cioè aprendo e chiudendo la vite che lo regola). Ho modificato l’orientamento della figura 2 rispetto all’originale e, per i suddetti motivi, ho aggiunto all’asse della pressione venosa la dizione “ritorno venoso”.

Nella figura sono rappresentati i risultati degli esperimenti condotti in 9 cani. Possiamo vedere che, aumentando il ritorno venoso, la portata cardiaca inizialmente ha un incremento di notevole entità, ma progressivamente l’incremento di portata cardiaca si affievolisce (le curve riducono la pendenza). In alcuni soggetti, addirittura, la portata cardiaca si riduce quando il ritorno venoso diventa eccessivo per la capacità contrattile del ventricolo (la curve che si inclinano verso il basso nella parte terminale).

In parole semplici, l’aumento del ritorno venoso aumenta la portata cardiaca fintantoché il ventricolo riesce a smaltire tutto il flusso che gli arriva. Ma il ventricolo ha dei limiti alla propria capacità di eiezione, legati prevalentemente alla propria contrattilità ed al postcarico. Quando al ventricolo arriva più sangue di quanto esso sia capace di eiettare, questo si accumula a monte del cuore, aumentando le pressioni venose. Con un duplice effetto: la riduzione del ritorno venoso (vedi post del 30 aprile 2013) e l’edema polmonare idrostatico. E’ proprio quello che accade nell’edema polmonare: il ritorno venoso è eccessivo rispetto alla capacità di pompa del ventricolo sinistro.

Per questo motivo la pressione positiva intratoracica, pur riducendo il ritorno veoso, non dimuisce la portata cardiaca, che è già limitata dalla performance del ventricolo sinistro, ma adegua il ritorno venoso alle possibilità di eiezione.

La pressione positiva intratoracica riduce anche il postcarico del ventricolo sinistro, cioè il carico contro cui il ventricolo sinistro deve lavorare per eiettare il sangue. Il postcarico ha come determinante la pressione transmurale, cioè la differenza tra la pressione intravascolare e quella intratoracica. La riduzione della pressione transmurale e del postcarico hanno come effetto positivo la diminuzione del consumo di ossigeno miocardico a parità di portata cardiaca.

Effetto della ventilazione a pressione positiva sulla funzione respiratoria nell’edema polmonare cardiogeno.

I soggetti con edema polmonare acuto hanno una riduzione della compliance dell’apparato respiratorio (3). Questo significa che un respiro costa loro molta più fatica di quanto non accada ai soggetti senza edema polmonare. La CPAP è capace di aumentare la compliance dell’apparato respiratorio (4), ridimensionando questo problema. E’ però anche vero che l’applicazione di un supporto di pressione durante l’inspirazione (che la CPAP non eroga) porta ad una ulteriore riduzione del consumo di ossigeno dei muscoli respiratori (5), che nei pazienti con insufficienza cardiorespiratoria è comunque molto elevato (in media il 20% del consumo di ossigeno complessivo, con picchi anche oltre il 50%) (6).

CPAP o BILEVEL nell’edema polmonare cardiogeno?

Le linee guida ritengono equivalenti la scelta di una pressione positiva continua (CPAP) o di una con supporto inspiratorio (BILEVEL). Questo può essere ragionevole nei pazienti con edema polmonare senza evidenti segni di insufficienza dei muscoli respiratori (cioè senza ipercapnia, utilizzo dei muscoli accessori della ventilazione, respiro paradosso). Tuttavia nei pazienti con insufficienza dei muscoli respiratori o che non migliorano dispnea e tachipnea con la sola CPAP, ritengo che sia preferibile il supporto inspiratorio di una BILEVEL.

Con la ventilazione meccanica, c’è sempre il problema delle sigle. Per BILEVEL qui intendiamo una ventilazione che aumenta la pressione durante l’inspirazione, definita normalmente pressione di supporto nei ventilatori per ventilazione invasiva. Per la regolazione del supporto inspiratorio rimando ai post del 02/01/2014 e del 30/04/2017.

Quando preferire l’intubazione tracheale alla ventilazione non-invasiva nell’edema polmonare cardiogeno.

La ventilazione non-invasiva non è la ventilazione di scelta nei pazienti più gravi con disfunzione ventricolare sinistra. Infatti tutti gli studi hanno escluso i pazienti con shock cardiogeno, quindi le raccomandazioni alla ventilazione non-invasiva non sono estendibili ai pazienti che hanno bisogno di un supporto farmacologico del circolo. In questi pazienti potrebbe essere preferibile l’intubazione tracheale e la ventilazione meccanica invasiva, soprattutto se l’inizio della ventilazione non-invasiva non determina un rapido ed evidente miglioramento clinico.

La ventilazione non-invasiva (in qualsiasi condizione patologica) è poi da interrompere ogni volta che non sortisce rapidamente gli effetti clinici desiderati. Quando una terapia non funziona, deve essere cambiata. La non-invasività non è un valore se il trattamento è inefficace…In questi casi è meglio una intubazione precoce seguita da una estubazione precoce (come avviene di norma nell’edema polmonare se viene intubato) piuttosto che una intubazione tardiva che avrà poi un esito incerto.

Come sempre la nostra pratica clinica è meno banale degli slogan che cercano di semplificarla eccessivamente. Un sorriso a tutti gli amici di ventilab.

 

Bibliografia.
1) Rochwerg B, Brochard L, Elliott MW, et al. Official ERS/ATS clinical practice guidelines: noninvasive ventilation for acute respiratory failure. Eur Resp J 2017;50(2):1602426.
2) Patterson SW, Starling EH. On the mechanical factors which determine the output of the ventricles. J Physiol 1914;48(5):357–79.
3) Broseghini C, Brandolese R, Poggi R, et al. Respiratory Mechanics during the First Day of Mechanical Ventilation in Patients with Pulmonary Edema and Chronic Airway Obstruction. Am Rev Respir Dis 1988;138(2):355–61.
4) Lenique F, Habis M, Lofaso F, Dubois-Randé JL, Harf A, Brochard L. Ventilatory and hemodynamic effects of continuous positive airway pressure in left heart failure. Am J Respir Crit Care Med 1997;155(2):500–5.
5) Manthous CA, Hall JB, Kushner R, Schmidt GA, Russo G, Wood LD. The effect of mechanical ventilation on oxygen consumption in critically ill patients. Am J Respir Crit Care Med 1995;151(1):210–4.
6) Field S, Kelly SM, Macklem PT. The Oxygen Cost of Breathing in Patients with Cardiorespiratory Disease. Am Rev Respir Dis 1982;126(1):9–13.

Lug 302019
 

Il mese scorso è stato pubblicato su JAMA un trial randomizzato, controllato, multicentrico sullo svezzamento (weaning) dalla ventilazione meccanica (1). Quando una prestigiosa rivista di medicina non specialistica si occupa di ventilazione meccanica dobbiamo ritenere che lo studio sia particolarmente importante. Quindi non perdiamo l’occasione di analizzarlo criticamente per capirne gli insegnamenti e coglierne i limiti.

Il weaning dalla ventilazione meccanica ha come momento centrale il trial di respiro spontaneo, che è un test per capire se un pazientesarà in grado di respirare senza ventilatore meccanico. Il trial di respiro spontaneo consiste nel sospendere o ridurre al minimo il supporto ventilatorio. Questo può essere ottenuto o distaccando fisicamente il paziente dal ventilatore (ventilazione con tubo a T) oppure mantenendo la ventilazione meccanica (senza PEEP) con un supporto inspiratorio minimo  (di solito 5-8 cmH2O di pressione di supporto). La durata ottimale del trial di respiro spontaneo è dibattuta, ma solitamente è compresa tra 30 e 120 minuti.

Si procede all’estubazione se il paziente ha sopportato bene il trial di respiro spontaneo. Viceversa, se durante tale periodo si sono manifestati segni e sintomi di insufficienza respiratoria, si mantiene l’intubazione e si riprende la ventilazione meccanica. (Se hai dei dubbi sullo svezzamento dalla ventilazione meccanica o sui termini finora utilizzati, puoi leggere il post del 26/11/2017.)

Lo studio di JAMA mette a confronto il successo dell’estubazione tra il trial respiro spontaneo il meno impegnativo possibile (30 minuti con 7 cmH2O di pressione di supporto) ed il trial di respiro spontaneo il più impegnativo possibile (120 minuti con tubo a T, cioè senza alcun aiuto da parte del ventilatore meccanico). L’obiettivo della ricerca è capire se per estubare un paziente è meglio essere poco esigenti, col rischio di trovarsi di fronte ad una estubazione fallita per averne sopravvalutato le risorse, oppure essere molto esigenti, rischiando di non estubare persone che invece avrebbero potuto farcela.

Ricordiamo che l’estubazione fallita si associa ad una elevata mortalità, per cui i rischi di fallimento devono essere ben ponderati.

Le conclusioni dell’abstract sono: “Among patients receiving mechanical ventilation, a spontaneous breathing trial consisting of 30 minutes of pressure support ventilationcompared with 2 hours of T-piece ventilation, led to significantly higher rates of successful extubation. These findings support the use of a shorter, less demanding ventilation strategy for spontaneous breathing trials.” (trad.: “Nei pazienti sottoposti a ventilazione meccanica, un trial di respiro spontaneo di 30 minuti con Pressione di Supporto, rispetto a 2 ore di ventilazione con tubo a T, porta ad una più elevata percentuale di estubazioni coronate da successo. Questi dati supportano l’uso di una strategia di weaning più breve e meno impegnativa per i trial di respiro spontaneo.“).

In realtà il messaggio corretto è  meno ovvio di quanto queste conclusioni lascino supporre.

Un elemento fondamentale per interpretare correttamente i risultati dello studio è che esso ha preso in considerazione l’esito di un solo trial di respiro spontaneo. Tutti gli eventuali successivi trial di respiro spontaneo (conseguenti al fallimento del primo o ripetuti dopo una eventuale reintubazione) non erano protocollizzati e potevano essere fatti in qualunque modo, indipendentemente dall’esito della randomizzazione.

Questo significa che i risultati di questo studio valgono solamente per un solo tentativo di weaning. I pazienti che si estubano con un solo tentativo sono circa la metà dei pazienti intubati, quelli più semplici da curare, con svezzamento rapido e facile, bassa mortalità e breve durata della degenza in Terapia Intensiva (2). L’insegnamento principale che portiamo a casa dallo studio conferma quanto già sapevamo: quando si analizza l’esito di un solo trial di respiro spontaneo, è inutile prolungarne la durata oltre i 30 minuti, sia quando lo si conduce con tubo a T (3) che quando si utilizza la pressione di supporto (4).

Da notare che i principali studi clinici controllati sullo svezzamento hanno preso in considerazione un solo trial di respiro spontaneo e che quindi i loro risultati possono guidarci solo sui pazienti con weaning più facile.

La vera sfida del weaning dalla ventilazione meccanica è però l’altro 50% di pazienti, ovvero quelli in cui si susseguono frustranti fallimenti dei trial di respiro spontaneo ed il processo di svezzamento dalla ventilazione meccanica si prolunga per giorni o settimane. Questi sono i pazienti su cui è più difficile, ma forse più importante, fare la differenza. Su di essi questo studio (e gli altri ad esso simili) non ci insegna nulla.

Come dobbiamo comportarci quindi con i pazienti che falliscono i trial di respiro spontaneo? Limitiamo il ragionamento ai pazienti intubati candidati all’estubazione, escludendo in questa sede ogni considerazione sui paziente tracheotomizzato.

  • è ragionevole, e con sufficienti dati a favore, limitare la durata del trial di respiro spontaneo a 30 minuti e riproporlo tutti i giorni in cui ve ne siano le indicazioni.
  • diversamente dalla ventilazione con tubo a T, mantenere il paziente collegato al ventilatore è comodo e consente di misurare il volume corrente e visualizzare il monitoraggio grafico: per questo motivo è preferibile, nella maggior parte dei casi, il trial di respiro spontaneo con pressione di supporto senza PEEP.
  • nessuno sa quale sia il valore ottimale di pressione di supporto da utilizzare. Personalmente preferisco utilizzare non più di 5 cmH2O, poichè ogni incremento di pressione di supporto riduce lo sforzo del paziente rispetto a quello che dovrà sostenere se sarà estubato (5): il lavoro respiratorio durante il trial di respiro spontaneo è sensato che sia il più possibile simile a quello che si avrà dopo l’eventuale estubazione.

Come abbiamo visto, la medicina basata sull’evidenza ci dà una mano nella gestione dello svezzamento facile ma non offre approcci affidabili nella gestione del weaning difficile. A 33 anni di distanza appare ancora valida una affermazione di Milic-Emili: “At present, weaning is still an art.” (6): questa consapevolezza ci induce a trovare le risposte nella articolata dialettica tra clinica e ricerca piuttosto che in deresponsabilizzanti “ricette universali”, che, proprio perchè tali, spesso rasentano la banalità.

Buon agosto a tutti gli amici di ventilab.

 

Bibliografia.

1. Subirà C, Hernández G, Vázquez A, et al.: Effect of Pressure Support vs T-Piece Ventilation Strategies During Spontaneous Breathing Trials on Successful Extubation Among Patients Receiving Mechanical Ventilation: A Randomized Clinical Trial. JAMA 2019; 321:2175-2182
2. Béduneau G, Pham T, Schortgen F, et al.: Epidemiology of Weaning Outcome according to a New Definition. The WIND Study. Am J Respir Crit Care Med 2017; 195:772–783
3. Esteban A, Alia I, Tobin MJ, et al.: Effect of spontaneous breathing trial duration on outcome of attempts to discontinue mechanical ventilation. American journal of respiratory and critical care medicine 1999; 159:512–518
4. Perren A, Domenighetti G, Mauri S, et al.: Protocol-directed weaning from mechanical ventilation: clinical outcome in patients randomized for a 30-min or 120-min trial with pressure support ventilation. Intensive Care Med 2002; 28:1058–1063
5. Sklar MC, Burns K, Rittayamai N, et al.: Effort to Breathe with Various Spontaneous Breathing Trial Techniques. A Physiologic Meta-analysis. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 2017; 195:1477–1485
6. Milic-Emili J: Is Weaning an Art or a Science? American Review of Respiratory Disease 1986; 134:1107–1108

Giu 302019
 

Nel post del 31 maggio abbiamo riflettuto sulla PEEP in un paziente obeso sottoposto ad anestesia generale. Pochi giorni dopo (il 3 giugno) è stato pubblicato online su JAMA “Effect of Intraoperative High Positive End-Expiratory Pressure (PEEP) With Recruitment Maneuvers vs Low PEEP on Postoperative Pulmonary Complications in Obese Patients” (1), un trial controllato e randomizzato, multicentrico che ha arruolato circa 2000 pazienti. Procediamo quindi ad una lettura critica dello studio per comprenderlo ed interpretarne correttamente i risultati.

Partiamo dalla conclusione dello studio: “Tra i pazienti obesi sottoposti a chirurgia in anestesia generale, una strategia di ventilazione meccanica intraoperatoria con un più alto livello di PEEP e manovre di reclutamento alveolare, rispetto a una strategia con un basso livello di PEEP, non ha ridotto le complicanze polmonari postoperatorie.”

Prima di guardare i risultati, analizziamo con attenzione che tipo di pazienti sono stati studiati, in quali interventi, e quali erano le strategie ventilatorie a confronto: un risultato acquisisce un senso solo ed esclusivamente alla luce dei metodi con il quale è stato ottenuto.
Tipo di pazienti ed intervento: Sono stati arruolati nello studio i pazienti obesi (body mass index > 35 kg/m2) sottoposti a chirurgia addominale di almeno 2 ore di durata, a rischio medio-elevato di complicanze polmonari postoperatorie. La maggior parte dei pazienti (82%) ha eseguito un intervento laparoscopico. Oltre la metà dei pazienti (54%) ha eseguito l’intervento in posizione di anti-Trendelenburg o seduta (“a testa in su“, cioè con il torace più alto dell’addome), mentre solo il 8% dei pazienti era in posizione di Trendelenburg (“a testa in giù“, cioè con il torace più in basso dell’addome). Questi dati non li trovi nell’articolo, ma nella tabella e6 del supplemento 4 (clicca qui per scaricarlo). Nonostante questo dato sia difficile da trovare, è decisivo per interpretare i risultati: in Trendelenburg il peso dell’addome grava sul diaframma e quindi sui polmoni, aumentando la pressione intratoracica e riducendo la capacità funzionale residua (figura 1, a sinistra). Al contrario, in anti-Trendelenburg il peso dell’addome viene allontanato dai polmoni riducendo la pressione intratoracica (figura 1, a destra) (4-6).

Figura 1

L’effetto della PEEP è opposto nelle due posizioni. Nella posizione di Trendelenburg (figura 2, a sinistra), ancor più se con pneumoperitoneo, la PEEP agisce controbilanciando la pressione sul diaframma dei visceri addominali, facendo quindi riguadagnare ai polmoni la capacità funzionale residua persa con il Trendelenburg. Nella posizione di anti-Trendelenburg (figura 2, a destra), la PEEP agisce abbassando un diaframma già sgravato dal peso dei visceri addominali. Quindi in Trendelenburg la stessa quantità di PEEP dovrebbe avere un effetto sui polmoni e sulla meccanica respiratoria ben diverso dalla posizione di anti-Trendelenburg.

Figura 2

Per questi motivi, dato l’esiguo numero di pazienti in Trendelenburg arruolati nel trial, dobbiamo avere chiaro che i risultati non si possono estendere ai pazienti in Trendelenburg. Che, ahimè, sono proprio i pazienti più difficili da ventilare…
Modalità di ventilazione meccanica a confronto: tutti i pazienti sono stati ventilati con un volume corrente di 7 ml/kg di peso ideale. Il gruppo “bassa PEEP” (987 pazienti) riceveva 4 cmH2O di PEEP, uguale per tutti i pazienti. Il gruppo “alta PEEP+reclutamento” (989 pazienti) invece aveva 12 cmH2O di PEEP associati a manovre di reclutamento. Queste erano ottenute con l’incremento del volume corrente di 4 ml/kg di peso ideale alla volta (mantenendo i 12 cmH2O di PEEP) fino a raggiungere una pressione di plateau tra i 40 e 50 cmH2O. Dopo aver erogato 3 respiri a 40-50 cmH2O di pressione di plateau, il volume corrente era riportato agli iniziali 7 ml/kg di peso ideale. Le manovre di reclutamento erano eseguite dopo l’induzione, quindi ogni ora, dopo ogni deconeconnessione dal ventilatore meccanico e prima dell’estubazione. E’ fondamentale capire che lo studio confronta solo ed esclusivamente queste due strategie di ventilazione meccanica: 4 cmH2O di PEEP (non 2 o 6, ma proprio 4), applicati sempre e comunque a tutti i pazienti obesi, oppure 12 di PEEP (non 10 o 14, ma proprio 12) sempre associati a quel tipo di reclutamento, applicati sempre e comunque a tutti i pazienti obesi.

Entrambi questi approcci sono profondamenti diversi da quello proposto nel post del 31 maggio 2019, in cui si propone una PEEP variabile da paziente a paziente (basata sulla riduzione della driving pressure) in assenza di manovre di reclutamento. Nella mia pratica clinica riservo le manovre di reclutamento a quelle condizioni di ipossiemia intraoperatoria in cui ritengo esse possano essere appropriate.
Obiettivo principale dello studio: rilevare il numero di complicanze polmonari postoperatorie nei primi 5 giorni dopo l’intervento. E’ stata definita come complicanza polmonare postoperatoria la comparsa di almeno una di queste condizioni: insufficienza respiratoria (anche lieve, cioè con PaO2 < 60 mmHg o SpO2 < 90% senza ossigenoterapia per almeno 10 minuti), ARDS, broncospasmo, nuovi infiltrati polmonari, infezioni polmonari, polmoniti da aspirazione, versamento pleurico, atelectasia, edema cardiopolmonare, pneumotorace.
Risultati: Le complicanze polmonari postoperatorie hanno avuto una incidenza simile nei pazienti “alta PEEP+reclutamento” ed in quelli “bassa PEEP” (21.3 % vs. 23.6 %, p=0.23). (Cosa significa esattamente p=0.23? Se vuoi approndire, vedi la nota dopo la bibligrafia). Quindi non ci sono elementi per ritenere che una delle due strategie sia migliore dell’altra. Questo risultato di parità è stato ottenuto nonostante una driving pressure più bassa ed una ossigenazione migliore nel gruppo “alta PEEP+reclutamento“. Questo gruppo ha però ha avuto una maggior incidenza di bradicardia ed ipotensione, quest’ultima sempre più chiaramente associata all’aumento di complicanze postoperatorie (7-9). L’ipotensione nei pazienti in anti-Trendelenburg con alta PEEP è facile da prevedere, se si ragiona in termini di ritorno venoso: aumento della pressione intratoracica associato alla riduzione della pressione sistemica media (vedi post del 30/09/2018).
Conclusioni: le conclusioni proposte nello studio le abbiamo viste all’inizio. Qui dò spazio ad alcune mie personali considerazioni. Dopo aver letto questo studio, ho la sensazione di saperne come prima… Il dato più importante è forse l’ulteriore conferma che le manovre di reclutamento eseguite di routine non hanno il supporto della letteratura.

Oggi si ritiene erroneamente che i trial randomizzati, controllati, multicentrici siano il miglior modo per darci le risposte utili alla cura dei pazienti. Ma la qualità della risposta dipende dalla qualità della domanda, più che dal rigore formale. Sono convinto che nell’articolo analizzato oggi ci sia una carenza nella qualità della domanda: cercare un numero magico di PEEP valido per tutti mi sembra davvero semplicistico e contario alle conoscenze finora accumulate.

Un merito di questo trial è quello di rafforzare la convinzione che la strada migliore per scegliere la PEEP sia quella di individualizzarla. A mio parere per farlo è necessario tener conto della meccanica respiratoria del paziente e dell’impatto su di essa della posizione, della tecnica chirurgica (pneumoperitoneo in laparoscopia e divaricatori autostatici nella chirurgia open) e degli effetti emodinamici. Ad oggi non possiamo dire con certezza quale sia la modalità “giusta” di scelta individualizzata della PEEP: la scelta di minimizzare la driving pressure è per ora la migliore, avendo un razionale fisiologico e studi clinici a favore o neutrali.

Il tempo ed una ricerca clinica di qualità (più che di quantità) ci aiuteranno a trovare strade sempre migliori.

Come sempre, un sorriso agli amici di ventilab.

Bibliografia.

1. Writing Committee for the PROBESE Collaborative Group of the PROtective VEntilation Network (PROVEnet) for the Clinical Trial Network of the European Society of Anaesthesiology, Bluth T, Serpa Neto A, et al.: Effect of Intraoperative High Positive End-Expiratory Pressure (PEEP) With Recruitment Maneuvers vs Low PEEP on Postoperative Pulmonary Complications in Obese Patients: A Randomized Clinical Trial. JAMA 2019; 321:2292-2305
2. Pirrone M, Fisher D, Chipman D, et al.: Recruitment Maneuvers and Positive End-Expiratory Pressure Titration in Morbidly Obese ICU Patients: Critical Care Medicine 2016; 44:300–307
3. Fahy G, Barnas M, Flowers JL, et al.: The Effects of Increased Abdominal Pressure on Lung and Chest Wall Mechanics During Laparoscopic Surgery. Anesthesia & Analgesia 1995; 81:744–750
4. De Leon A, Thörn S-E, Ottosson J, et al.: Body positions and esophageal sphincter pressures in obese patients during anesthesia. Acta Anaesthesiologica Scandinavica 2010; 54:458–463
5. Lehavi A, Livshits B, Katz Y: Effect of position and pneumoperitoneum on respiratory mechanics and transpulmonary pressure during laparoscopic surgery. Laparosc Surg 2018; 2:60–60
6. Couture EJ, Provencher S, Somma J, et al.: Effect of position and positive pressure ventilation on functional residual capacity in morbidly obese patients: a randomized trial. Can J Anesth/J Can Anesth 2018; 65:522–528
7. Futier E, Lefrant J-Y, Guinot P-G, et al.: Effect of Individualized vs Standard Blood Pressure Management Strategies on Postoperative Organ Dysfunction Among High-Risk Patients Undergoing Major Surgery: A Randomized Clinical Trial. JAMA 2017; 318:1346
8. Meng L, Yu W, Wang T, et al.: Blood Pressure Targets in Perioperative Care: Provisional Considerations Based on a Comprehensive Literature Review. Hypertension 2018; 72:806–817
9. Wesselink EM, Kappen TH, Torn HM, et al.: Intraoperative hypotension and the risk of postoperative adverse outcomes: a systematic review. British Journal of Anaesthesia 2018; 121:706–721

Nota: Nel mondo esistono infiniti pazienti che possono essere sottoposti a “alta PEEP+reclutamento” o “bassa PEEP” (li possiamo considerare infiniti perchè includiamo anche quelli che saranno ventilati in futuro): queste sono le popolazioni “alta PEEP+reclutamento” o “bassa PEEP”. I circa 2000 pazienti dello studio possono essere considerati come campioni di queste popolazioni: in questi campioni le complicanze polmonari postoperatorie sono state indiscutibilmente il 2.3% superiori nel gruppo “bassa PEEP”(23.6 % vs 21.3 %). Ma noi siamo siamo interessati a generalizzare il risultato alla popolazione, a cui appartengono anche i pazienti che anestetizzeremo e ventileremo domani e nei giorni a venire. Il valore di p indica la probabilità che la popolazione dei pazienti con “alta PEEP+reclutamento” e la popolazione dei pazienti “bassa PEEP” abbiano lo stesso numero di complicanze polmonari postoperatorie (compatibilmente con i dati ottenuti nei campioni arruolati nello studio). La p di 0.23 dice che c’è il 23 % di probabilità che queste popolazioni abbiano la stessa indicenza di complicanze. E quindi il 77% di probabilità che queste complicanze siano diverse nelle due popolazioni (quindi che uno dei due trattamenti sia migliore dell’altro). Per convenzione (ampiamente discutibile) in ambito scientifico (e biomedico in particolare), si dice che un trattamento è efficace (è “statisticamente significativo”) se esiste meno del 5 % di probabilità che il dato che interessa sia uguale nelle popolazioni (quindi se la p è minore di 0.05). Negli altri casi (come nello studio che abbiamo commentato) è meglio evitare di sostenere con certezza che si è esclusa l’efficacia di un trattamento, semplicemente non si è riusciti a dimostrarne l’efficacia. Come ci ricordano due grandi statistici “L’assenza di evidenza non è l’evidenza dell’assenza” (Altman DG, Bland JM: Statistics notes: Absence of evidence is not evidence of absence. BMJ 1995; 311:485–485).

Mag 312019
 

La ventilazione meccanica può ridurre le complicanze polmonari postoperatorie? Come? Risponderemo a questa domanda analizzando il caso di un paziente, che chiameremo Valerio, sottoposto a emicolectomia sinistra laparoscopica. Un caso che può essere interessante anche per chi non pratica l’anestesia…

Valerio è obeso (Body Mass Index 32 kg/m2), con un peso ideale di 80 kg. L’intervento a cui è sottoposto ha la durata di alcune ore, con pneumoperitoneo in posizione di Trendelenburg. Per interventi di questo tipo, le complicanze polmonari postoperatorie sono frequenti (nei pazienti con ASA > 2 si verificano in un terzo dei casi) e si associano ad un incremento della mortalità ospedaliera (1). Facciamo quindi un buon servizio se possiamo contribuire a prevenirle con una buona ventilazione meccanica.

So per esperienza che la prima domanda che viene in mente a questo proposito è: quale modalità di ventilazione? A mio parere qualsiasi modalità va bene, se utilizzata correttamente. Qualsiasi modalità può essere nociva se i criteri di ventilazione non sono corretti. In particolare si possono ridurre le complicanze se si impostano appropriatamente volume corrente e PEEP. Ribadisco, qualunque sia la modalità di ventilazione. Se non ne sei convinto, scrivi le tue perplessità in un commento, magari dopo aver letto il post del 16/12/2015.

Il volume corrente è abbastanza facile da impostare. Infatti è ormai ben supportato il ricorso alla scelta di un volume “protettivo” (cioè fisiologico) anche in anestesia, stimato approssimativamente in 6-8 ml/kg di peso ideale (2). Per Vittorio potrebbe essere adeguato un volume corrente tra 480 e 640 ml: la scelta nel caso reale è stata di 500 ml.

Sulla PEEP esistono invece più incertezze (3), anche legate al fatto che spesso ci si fa la domanda sbagliata: “meglio una PEEP alta o una PEEP bassa?” (4). E’ una approccio classico, ma probabilmente non molto sensato. Infatti in alcuni casi può essere meglio una PEEP alta, in altri una PEEP bassa. Nei pazienti con ARDS ci siamo abituati a ragionare in maniera individualizzata scegliendo la PEEP che minimizza la driving pressure, cioè la differenza tra pressione di plateau e PEEP (vedi anche post del 18/10/2015). La scelta della PEEP che si associa alla minor driving pressure sembra una scelta molto ragionevole anche per ridurre le complicanze postoperatorie in anestesia (5).

L’intervento di Vittorio prevede diverse fasi, nelle quali può cambiare la meccanica respiratoria per effetto delle diverse combinazioni tra posizione (supina o Trendelenburg) e pneumoperitoneo (assente o presente). Ho valutato la PEEP che si associa alla minor driving pressure nelle diverse fasi, vediamo il risultato.

Fase 1: posizione supina senza pneumperitoneo

Dopo l’induzione ho applicato due livelli di PEEP, 5 e 10 cmH2O. Nella figura 1 sono riprodotte le curve di pressione.

Figura 1

Nel riquadro bianco vediamo pressione di plateau (Pplat) e PEEP (cerchiata in rosso). Ho aggiunto in bianco il valore della driving pressure, che è di 9 cmH2O a PEEP 5 e 10 cmH2O a PEEP 10. Possiamo concludere che la modificazione della PEEP non ha avuto un impatto significativo sulla driving pressure (ritengo trascurabile una differenza di 1 cmH2O nelle pressioni delle vie aeree*, a meno che si inserisca in un trend ben identificabile.). Visto che la PEEP più alta non migliora (cioè non riduce) la driving pressure, scelgo la PEEP di 5 cmH2O, che mi consente di ottenere il medesimo risultato con la minor pressione applicata. Questa fase dell’intervento è molto breve, abbiamo fatto questo esercizio per “conoscere” il paziente ed avere un valore basale su cui confrontare le modificazioni che potrebbero essere indotte da posizione, pressione addominale ed eventuali complicanze. La miglior compliance (volume corrente/driving pressure) in questa fase è circa 55 ml/cmH2O.

Fase 2: posizione supina con pneumoperitoneo

Anche questo periodo è abbastanza breve, proviamo comunque a valutare che modificazioni ha prodotto lo pneumoperitoneo e quale PEEP è preferibile in questa condizione. Nella figura 2 possiamo vedere la driving pressure a diversi livelli di PEEP:

Figura 2

A parità di volume corrente, vediamo che la driving pressure a 5 cmH2O di PEEP aumenta moltissimo rispetto alla fase precente (da 9 a 20 cmH2O). L’aumento della PEEP (diversamente dalla fase precedente) riduce notevolmente la driving pressure, che considero raggiungere il valore minimo (sempre con l’approssimazione di 1 cmH2O) già a 15 cmH2O di PEEP. La miglior compliance in questa fase è diventata circa 40 ml/cmH2O . Avrai forse notato che la pressione di plateau non si modifica aumentando la PEEP da 5 a 10 cmH2O, un fenomeno interessante e complesso di cui oggi non parleremo.

Fase 3: Trendelenburg con pneumoperitoneo

Questa è la condizione che viene mantenuta per la maggior parte del tempo operatorio. La ventilazione in questa fase è pertanto quella che può avereil maggior impatto sulle complicanze polmonari postoperatorie. Ho applicato in rapida successione PEEP crescenti da 0 a 20 cmH2O, calcolando per ciascuna la driving pressure.

Figura 3

Nella figura 3 vediamo il collage della pressione delle vie aeree alle diverse PEEP. E’ una sequenza ottenuta con incrementi successivi di 2 cmH2O, che consente di avere una bella documentazione del caso. Nella pratica clinica più pragmaticamente si potrebbero testare livelli incrementali di PEEP di 4-5 cmH2O alla volta. Una volta trovata la PEEP che si associa alla miglior driving pressure, si può raffinire il risultato rilevando la driving pressure con PEEP aumentata e ridotta di 2 cmH2O rispetto a questo valore.

Il risultato non propone certamente l’applicazione di una PEEP “convenzionale”: la driving pressure diventa minima a 18-20 cmH2O (la compliace è circa 35 ml/cmH2O). Può rimanere il dubbio se ulteriori aumenti di PEEP avrebbero potuto ridurre ulteriormente la driving pressure, ma ho preferito evitare di testare valori più elevati per due motivi: 1) a 18-20 cmH2O di PEEP la driving pressure si è comunque ridotta a valori ritenuti accettabili, cioè ≤ 15 cmH2O. Siamo comunque al limite massimo della driving pressure, dato che suggerisce di non aumentare il volume corrente (driving pressure=volume corrente/compliance); 2) nella posizione di Trendelenburg il ritorno venoso è favorito (il cuore è più in basso dell’addome). Infatti la stabilità cardiovascolare di Valerio era ottimale anche alle PEEP più elevate. Ma bisogna pensare anche al deflusso dal circolo cerebrale, che avviene invece “in salita” (la testa è più in basso del cuore). L’effetto della PEEP sulla pressione atriale destra (che condiziona il ritorno venoso) è complesso, ma in assenza di monitoraggi più avanzati preferisco non eccedere nel valore di PEEP.

Fase 4: Trendelburg senza pneumoperitoneo

In questa fase si procede all’estrazione della porzione resecata del colon attraverso una piccola incisione sulla parete addominale. La sua durata è relativamente breve, vediamo comunque come si modifica la driving pressure con la normalizzazione della pressione addominale.

Figura 4

Vi è un cambio sostanziale rispetto alla fase precedente. Arrivati ai 6-8 cmH2O di PEEP, la driving pressure ha raggiunto il suo valore minimo (compliance circa 45 ml/cmH2O).

In sintesi: Valerio aveva una PEEP ottimale di 5 cmH2O dopo l’induzione dell’anestesia, quindi è diventata 15 cmH2O con l’inizio dello pneumoperitoneo, è aumentata a 18-20 cmH2O durante la fase in Trendelenburg con pneumoperitoneo, è scesa a 6-8 cmH2O con il Trendelenburg senza pneumoperitoneo.

In conclusione, possiamo riassumere quando detto finora in alcuni punti:

– la ventilazione meccanica può avere un impatto sull’outcome del paziente sottoposto a chirurgia, soprattutto nelle procedure di almeno 2 ore di durata e nei pazienti con maggior rischio perioperatorio;
– la modalità di ventilazione è indifferente, se si scelgono correttamente volume corrente e PEEP;
– il volume corrente dovrebbe essere di 6-8 ml/kg di peso ideale, comunque senza superare una driving pressure di 15 cmH2O;
– la PEEP può essere ragionevolmente scelta per ridurre la driving pressure (una volta definito il volume corrente);
– i valori ottimali di PEEP possono variare da paziente a paziente, ed anche (e molto) nello stesso paziente durante tempi diversi dell’intervento.

Questo è quanto di ragionevole possiamo fare alla luce delle conoscenze attuali. La medicina (se vuole essere, per quanto possibile, scientifica) non deve essere vista come una verità definitivamente acquisita: dobbiamo essere sempre disponibli a cambiare idea se emergeranno nuove conoscenze.

Un sorriso a tutti gli amici di ventilab.
* la pressione delle vie aeree di solito è misurata con la precisione di ±1 cmH2O.

Bibliografia.

1. Fernandez-Bustamante A, Frendl G, Sprung J, et al.: Postoperative Pulmonary Complications, Early Mortality, and Hospital Stay Following Noncardiothoracic Surgery: A Multicenter Study by the Perioperative Research Network Investigators. JAMA Surgery 2017; 152:157

2. Guay J, Ochroch EA, Kopp S: Intraoperative use of low volume ventilation to decrease postoperative mortality, mechanical ventilation, lengths of stay and lung injury in adults without acute lung injury [Internet]. Cochrane Database Syst Rev 2018; 7:CD011151

3. Neto AS, Hemmes SNT, Barbas CSV, et al.: Protective versus Conventional Ventilation for Surgery: A Systematic Review and Individual Patient Data Meta-analysis. Anesthesiology 2015; 123:66–78

4. PROVE Network: High versus low positive end-expiratory pressure during general anaesthesia for open abdominal surgery (PROVHILO trial): a multicentre randomised controlled trial. Lancet 2014; 384:495–503

5. Neto AS, Hemmes SNT, Barbas CSV, et al.: Association between driving pressure and development of postoperative pulmonary complications in patients undergoing mechanical ventilation for general anaesthesia: a meta-analysis of individual patient data. The Lancet Respiratory Medicine 2016; 4:272–280

Apr 302019
 

Lo sforzo inefficace è determinato da un’attivazione dei muscoli inspiratori che non è sufficiente ad attivare il trigger inspiratorio (vedi anche il post del 08/05/2012 e quello del 24/09/2017).

Vi è consenso nel ritenere che i criteri diagnostici dello sforzo inefficace sulle curve di pressione e flusso sia la contemporanea presenza di due segni: 1) riduzione della pressione delle vie aeree (figura 1, traccia in alto); 2) riduzione del flusso espiratorio (che si avvicina alla linea dello zero) (figura 1, traccia in basso), a cui non segue un’inspirazione assistita (1,2).

Figura 1

Una piccola precisazione, prima di affrontare il caso di oggi. A mio parere questi criteri diagnostici “ufficiali” sarebbero da rivedere: il primo dei due criteri (la riduzione di pressione delle vie aeree) non è infatti indispensabile per identificare uno sforzo inefficace. L’unico segno necessario è la riduzione del flusso espiratorio, in assenza di un concomitante aumento della pressione delle vie aeree.

Figura 2

Vediamo ad esempio la figura 2: c’è sicuramente uno sforzo inefficace, come dimostrato dalla depolarizzazione del diaframma in fase espiratoria (traccia in basso), a cui non segue l’attivazione del trigger inspiratorio. Durante la contrazione diaframmatica (tra le due righe azzurre tratteggiate verticali), il flusso (traccia verde) si riduce durante l’espirazione (rispetto al decadimento esponenziale passivo che potremmo ipotizzare, curva bianca tratteggiata), fino a toccare la linea dello zero. La pressione delle vie aeree non si riduce, rimanendo stabile sul valore della PEEP (linea orizzontale tratteggiata bianca, traccia in alto). Questo esempio dimostra che uno sforzo inefficace può verificarsi anche  quando la pressione delle vie aeree rimane costante.

Nel mondo ideale, con ventilatori meccanici “perfetti”, la pressione delle vie aeree non dovrebbe ridursi mai durante uno sforzo inefficace. Infatti il compito del ventilatore meccanico durante l’espirazione dovrebbe essere quello di mantenere il livello di PEEP, indipendentemente dall’attività del paziente. Però viviamo in un mondo reale, con ventilari meccanici “imperfetti”, che riescono a mantenere la PEEP stabile solo se l’attività dei muscoli respiratori è di modesta entità. Per questo motivo spesso (ma non sempre!) la pressione delle vie aeree si riduce nello sforzo inefficace, per l’incapacità del ventilatore meccanico di adeguarsi in maniera istantanea, uguale e contraria, alle pertubazioni pressorie indotte dal paziente.

Un’ultima considerazione sulla figura 2: avrai visto sicuramente le altre due asincronie…

Ed ora entriamo nel merito del problema di questo post. Esaminiamo il monitoraggio in figura 3: sono tre sforzi inefficaci quelli che vediamo?

Figura 3

Nella figura 4 ti propongo l’esercizio di analizzare la figura 3 con il metodo RESPIRE (vedi post del 20/08/2017 e del 24/09/2017), applicato alla sola fase espiratoria (se hai fretta o non ti interessa, puoi passare direttamente alla visione della figura 5). Dopo aver riconosciuto (R) le curve di pressione e flusso, è stata identificata l’espirazione E. Bisogna quindi supporre (S) come dovrebbero essere le curve se il paziente fosse passivo in espirazione: la pressione delle vie aeree dovrebbe essere sul valore di PEEP (riga tratteggiata orizzontale sulla curva di pressione) ed il flusso espiratorio dovrebbe essere decrescente. Nella figura si vede che la parte finale del flusso è decrescente come nei pazienti passivi. Quindi prolungo fino all’inizio dell’espirazione questa curva di flusso espiratorio (curva tratteggiata bianca). Metto il paziente (P) tra le curve di pressione e flusso e guardo se queste gli si avvicinano (I, attività inspiratoria) o allontanano (E, attività espiratoria) rispetto alle tracce teoriche. Vediamo indiscutibilmente che quando il flusso espiratorio si avvicina allo zero, la pressione delle vie aeree scende (frecce rosse). Quindi concludiamo che c’è un’attività inspiratoria nella fase espiratoria, non seguita dall’attivazione del trigger. E’ uno sforzo inefficace.

Figura 4

Guardiamo ora la figura 5: si nota la ripetuta attivazione di due trigger inspiratori ravvicinati, separati da una brevissima fase espiratoria. Questa asincronia è definita doppio trigger (vedi post del 26/12/2014), ed il suo criterio diagnostico sulla curva di flusso è dato dalla presenza di due trigger inspiratori separati da una espirazione di durata inferiore alla metà del tempo inspiratorio medio (1,2).

Figura 5

Nella figura 3 abbiamo 3 sforzi inefficaci, nella figura 5 invece vi sono 3 doppi trigger. Due asincronie che possono richiedere trattamenti opposti: nel paziente con sforzo inefficace può essere indicata la riduzione del supporto inspiratorio (3), mentre l’aumento del supporto inspiratorio può essere appropriato in quello con doppio trigger (4).

Le figure 3 e 5 sono state prese dal medesimo paziente, ad un solo minuto di distanza l’una dall’altra e con la stessa, identica impostazione del ventilatore. A questo paziente aumentiamo o riduciamo il supporto inspiratorio?

Risolveremo facilmente il problema se ragioniamo per capire l’interazione paziente-ventilatore piuttosto che per classificare le asincronie.

Nel caso proposto, le due asincronie sono la manifestazione di un identico problema: il ciclaggio anticipato secondario ad un supporto inspiratorio insufficiente per entità e durata. Analizziamo il significato di questa affermazione mettendo a confronto il monitoraggio della figura 3 (a destra) e della figura 5 (a sinistra) (figura 6).

Figura 6

Rispetto alle precedenti immagini, compare in aggiunta una curva bianca sovrapposta alla traccia della pressione delle vie aeree: è una traccia generata dall’attività elettrica diaframmatica. La contrazione del diaframma (e quindi l’inspirazione del paziente) avviene durante la salita della curva bianca, cioè l’intervallo compreso tra le due linee tratteggiate verticali azzurre. Sia nello sforzo inefficace che nel doppio trigger vediamo che il flusso inspiratorio erogato dal ventilatore termina (la linea tratteggiata verticale rossa) prima che sia finita l’attività inspiratoria del paziente: questo è il ciclaggio anticipato, cioè il passaggio dall’inspirazione all’espirazione (definito ciclaggio) che avviene in anticipo rispetto alla conclusione dell’inspirazione del paziente. In altre parole, il paziente continua ad inspirare anche quando il ventilatore ha terminato la propria fase inspiratoria.

La persistente attività inspiratoria nella prima fase della espirazione determina il richiamo del flusso verso la linea dello zero. Nello sforzo inefficace l’intensità della inspirazione del paziente non è sufficiente a triggerare nuovamente il ventilatore, mentre nel doppio trigger sì. Nella figura 6 la maggior intensità dell’inspirazione del paziente nel doppio trigger è confermata dalla maggior ampiezza della curva di depolarizzazione diaframmatica rispetto allo sforzo inefficace.

Per risolvere entrambe le asincronie viste in precedenza dobbiamo quindi eliminare il ciclaggio anticipato, che ne è la causa, prolungando la durata della fase inspiratoria del ventilatore. In questo caso la soluzione migliore è l’aumento del supporto inspiratorio. Questo determinerebbe infatti un maggior picco di flusso inspiratorio e quindi un più tardivo raggiungimento del trigger espiratorio (vedi post del 27/12/2017). La riduzione del trigger espiratorio (un’altra possibilità) non sarebbe sufficiente in questo caso, visto che il prolungamento del decadimento del flusso inspiratorio (le linee tratteggiate arancioni indicate dalle frecce) incrocia la linea di zero flusso comunque prima della fine della inspirazione neurale.

Il doppio trigger è una tipica espressione del ciclaggio anticipato, mentre il “classico” sforzo inefficace è espressione di un carico soglia eccessivo per la forza del paziente. E’ importante riconoscere i casi in cui sforzo inefficace è causato dal ciclaggio anticipato e non dal carico soglia,  per evitare di attuare un trattamento opposto a quello corretto.

Lo sforzo inefficace è dovuto al ciclaggio anticipato, e quindi va trattato come doppio trigger, se, qualora efficace, determinasse un doppio trigger. In questo caso infatti lo sforzo inefficace è in realtà un doppio trigger inefficace. Quando lo sforzo inefficace fa parte di un doppio trigger, il problema alla radice è il doppio trigger; se non ci fosse il doppio trigger non ci sarebbe nemmeno lo sforzo inefficace.

Un’immagine finale per sintetizzare il concetto. Lascio a te il commento:

Figura 7

Riassumiamo il contenuto del post in tre punti:
1) da un punto di vista clinico, è più utile capire l’interazione paziente-ventilatore che classificare le asincronie;
2) il doppio trigger può camuffarsi da sforzo inefficace se il secondo trigger è inefficace; il problema principale è però il doppio trigger;
3) in questi casi il trattamento deve essere diretto alla causa di entrambe le asincronie: il ciclaggio anticipato. Risolto quello, scompariranno sia lo sforzo inefficace che il doppio trigger.

Come sempre, un sorriso a tutti gli amici di ventilab.

Bibliografia.

1. Colombo D, Cammarota G, Alemani M, et al.: Efficacy of ventilator waveforms observation in detecting patient–ventilator asynchrony: Critical Care Medicine 2011; 39:2452–2457
2. Thille AW, Rodriguez P, Cabello B, et al.: Patient-ventilator asynchrony during assisted mechanical ventilation. Intensive Care Medicine 2006; 32:1515–1522
3. Thille AW, Cabello B, Galia F, et al.: Reduction of patient-ventilator asynchrony by reducing tidal volume during pressure-support ventilation. Intensive Care Med 2008; 34:1477–1486
4. Gilstrap D, MacIntyre N: Patient–Ventilator Interactions. Implications for Clinical Management. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 2013; 188:1058–1068

Feb 272019
 

Qualche giorno fa un amico, dopo aver letto un recentissimo articolo pubblicato su JAMA (1), mi ha chiamato un po’ confuso chiedendomi: “Ma dopo questo articolo, ha ancora senso misurare la pressione esofagea nella ARDS?”

Cerchiamo di trovare insieme la risposta a questa domanda.

Nel 2008 è stato pubblicato un trial clinico che mostrava la superiorità della ventilazione protettiva guidata dalla pressione esofagea rispetto all’utilizzo delle tabelline PEEP-FIO2 della ARDS network (2). Il gruppo che fece questo studio ha coordinato il trial clinico randomizzato, controllato, multicentrico, condotto dal 2012 al 2017, che oggi cercheremo di capire e commentare.

L’articolo si propone di valutare l’utilità della pressione esofagea nella selezione della PEEP nella ARDS rispetto alle tabelle PEEP-FIO2 (il titolo infatti è: “Effect of Titrating Positive End-Expiratory Pressure (PEEP) With an Esophageal Pressure-Guided Strategy vs an Empirical High PEEP-FIO2 Strategy…“).

Le conclusioni dell’abstract non lasciano dubbi: i dati dello studio non supportano l’utilizzo della pressione esofagea nella scelta della PEEP nella ARDS (“…Pes-guided PEEP, compared with empirical high PEEP-FIO2, resulted in no significant difference in death and days free from mechanical ventilation. These findings do not support Pes-guided PEEP titration in ARDS.“).

Spesso non sono d’accordo con le conclusioni degli abstract. Ed anche questa volta ritengo vi siano molti elementi su cui riflettere e che dovrebbero farci riformulare queste conclusioni. Alla fine del post vedremo quali dovrebbero essere le conclusioni appropriate da trarre dai risultati di questo studio.

Nel trial in esame i pazienti sono stati randomizzati per scegliere la PEEP con la tabella PEEP-FIO2 (a questo riguardo, vedi post del 06/10/2016) o valutando la pressione esofagea. Vediamo cosa significa.

Come è stata scelta la PEEP senza la pressione esofagea (Empirical High PEEP-FIO2 Strategy).

Figura 1

E’ stata impostata una PEEP per ottenere una PaO2 tra 55 e 80 mmHg o una SpO2 tra 88 e 93%: si aumenta la PEEP se l’ossigenazione è inferiore a questi obiettivi, mentra la si riduce se è superiore. Ogni PEEP ha una FIO2 associata da utilizzare, come indicato nella figura 1. Il criterio di scelta della PEEP in questo gruppo di pazienti è guidato dall’ossigenazione e non dalla pressione esofagea.

Chi segue ventilab sa bene che non suggerisco di scegliere la PEEP guardando la PaO2 (come si fa con questo approccio), ma piuttosto di sceglierla per aumentare la compliance e quindi ridurre la driving pressure (vedi post del 28/02/2015). Non ritengo siano molto importanti le variazioni di PaO2 quando si imposta il ventilatore nei pazienti con ARDS perchè spesso ciò che migliora l’ossigenazione può in realtà aumentare la mortalità. Ad esempio utilizzare un volume corrente di 12 ml/kg di peso ideale, rispetto a 6 ml/kg, o utilizzare reclutamento ed alta PEEP migliorano l’ossigenazione nei primi giorni di ventilazione ma, ahimè, aumentano la mortalità (3,4). Mi sembrano argomentazioni più che sufficienti per non farsi abbagliare da un aumento della PaO2 o del rapporto PaO2/FIO2 quando si “smanetta” con il ventilatore meccanico. Personalmente preferisco mantenere una ventilazione protettiva anche a costo di ridurre il rapporto PaO2/FIO2.

Una riflessione sugli obiettivi di ossigenazione dello studio che stiamo analizzando (PaO2 55-80 mmHg, SpO2 88-93%): essi sono probabilmente inferiori ai valori di PaO2 che molti medici inseguono nei pazienti con ARDS. Nella mia pratica clinica sono in sintonia con questi target ossigenativi: quando la PaO2 è tra 60 e 90 mmHg sono più che soddisfatto, e livelli superiori di PaO2 mi inducono a ridurre la FIO2.

 

Come è stata scelta la PEEP con la pressione esofagea (Esophageal Pressure-Guided Strategy).

Figura 2

E’ stata impostata una PEEP per ottenere una PaO2 tra 55 e 80 mmHg o una SpO2 tra 88 e 93%. Ti sembra uguale a quanto descritto per l’altro gruppo? Non è un errore, in fondo è proprio così… Cerchiamo di capire il perchè.

Nel gruppo con la pressione esofagea è stata utilizzata una tabella PL-FIO2 (figura 2), che differisce da quella in figura 1 perchè sostituisce la PEEP con la pressione transpolmonare di fine espirazione (PL). La pressione transpolmonare di fine espirazione si calcola come differenza tra PEEP totale e pressione esofagea di fine espirazione (vedi post del 07/02/2012). PL è la pressione che distende i polmoni a fine espirazione, cioè la “PEEP dei polmoni” (esclude la pressione generata dalla gabbia toracica).

Come si fa ad aumentare PL? Si aumenta la PEEP. Come si fa a ridurre PL? Si riduce la PEEP.

Per questo ho iniziato il capitolo scrivendo che anche in questi pazienti “E’ stata impostata una PEEP per ottenere una PaO2 tra 55 e 80 mmHg o una SpO2 tra 88 e 93%“.

In sostanza, l’unica differenza, rispetto al gruppo senza pressione esofagea, è che la PEEP, oltre a raggiungere l’obiettivo ossigenativo (PaO2 55-80 mmHg), deve anche portare ad una pressione transpolmonare di fine espirazione tra 0 e 6 cmH2O, tanto più elevata quanto più grave è l’ipossiemia (figura 2). E per ogni valore di PL si deve utilizzare la FIO2 indicata nella tabella a fianco.

A me sembra una strategia molto simile quella tra i due gruppi: in entrambi i casi la PEEP ha un obiettivo ossigenativo. La pressione esofagea avrebbe potuto essere usata senza alcuna finalità ossigenativa: in tal caso sarebbe stato sufficiente regolare la PEEP per ottenere una PL≅0 cmH2O, indipendentementente dal livello di ipossiemia. Questo avrebbe realmente reso diverse le due filosofie di trattamento, ma così non è stato.

PEEP e pressione di plateau con e senza pressione esofagea.

Durante la prima settimana i valori di PEEP impostati erano uguali nei due gruppi (figura 3, in giallo il gruppo con la PEEP guidata dalla pressione esofagea): le due strategie (presuntamente diverse) hanno portato alla fine all’applicazione dello stesso livello di PEEP

Figura 3

Il grafico è complesso, ma una informazione che possiamo ricavare è che in prima giornata il 25% dei pazienti (in entrambi i gruppi) aveva una PEEP > 20 cmH2O, una condizione che è molto diversa da quella riscontro nella pratica clinica, in cui è veramente raro utilizzare PEEP di 20 cmH2O o superiori. Non voglio certamente proporre le mie strategie di cura come uno standard di riferimento, semplicemente noto che è uno scenario molto diverso da quello che vedo nei miei pazienti: ne consegue che i risultati di questo studio hanno una bassa validità esterna (problema tipico dei trial randomizzati e controllati) e quindi hanno una scarsa ricaduta nella pratica clinica (5).

Un altro dato interessante riguarda le pressioni di plateau, che possiamo osservare nella figura 4.

Figura 4

Anche per questa variabile non ci sono differenze tra i due approcci terapeutici. Questa figura ci dice che in prima giornata il 50% dei pazienti aveva pressioni di plateau > di 30 cmH2O (vediamo un paziente con oltre 55 cmH2O). Ho imparato dalla letteratura e dalla mia pratica quotidiana che la maggior parte dei pazienti con ARDS mostra segni di sovradistensione già sopra i 25 cmH2O. Non entro nel merito del significato della pressione di plateau (se qualcuno fosse interessato ne possiamo discutere nei commenti), rilevo semplicemente che anche questo è un dato decisamente diverso da quanto si osserva nella pratica clinica e ribadisce la bassa validità esterna dello studio che stiamo commentando.

I risultati.

Le due strategie di scelta della PEEP non hanno evidenziato differenze di mortalità (31-32%) o di giorni liberi da ventilazione meccanica a 28 giorni.

Il dato non sorprende quando si constata che sono stati applicati gli stessi livelli di PEEP e pressione di plateau nei due gruppi.

Come mai, nello studio del 2008, il gruppo guidato dalla pressione esofagea aveva mostrato una chiara tendenza alla riduzione della mortalità rispetto all’uso della tabella PEEP-FIO2 (2)? Una spiegazione semplice è che le tabelle PEEP-FIO2 e PL-FIO2 utilizzate nello studio del 2008 erano diverse da quelle mostrate nelle figure 1 e 2. In particolare i valori di PEEP nella tabella 1 sono più elevati di quelli utilizzati nello studio precedente, mentre quelli di PL della tabella 2 sono stati ridotti.

Figura 5

Le tabelle PEEP-FIO2 e PL-FIO2  utilizzate nel 2008 determinavano differenze di PEEP e pressione di plateau tra i gruppi (figura 5): sono state applicate pressioni diverse nei due gruppi di pazienti ed ottenuti risultati diversi.  Le tabelle PEEP-FIO2 e PL-FIO2 utilizzate nello studio del 2019 hanno invece portato apressioni e risultati simili nelle due strategie. Tutto quadra.

Ricordo che tutte le tabelle PEEP-FIO2 e PL-FIO2 sono inventate, arbitrarie,  senza alcuna evidenza clinica o fisiopatologica a loro supporto. Se domani ci volessimo fare la nostra tabella, basterebbe che ci sedessimo al bar, e con una discussione da bar, ne scrivessimo una… E, come abbiamo visto, se si cambia tabella, cambiano i risultati.

Conclusioni.

Ecco perchè non sono d’accordo con le conclusioni dell’abstract (“These findings do not support Pes-guided PEEP titration in ARDS.“): questo studio ha esaminato solo una delle infinite possibili coppie di tabelle PEEP-FIO2 e PL-FIO2. Le vere conclusioni si dovrebbero limitare a queste tabelle: “Questi dati non supportano l’utilizzo di questa tabella PL-FIO2 rispetto a questa tabella PEEP-FIO2“.

Ma ancor più importante è la considerazione che si può fare un utilizzo completamente diverso della pressione esogafea nella ARDS rispetto a quello descritto nell’articolo di JAMA.

La pressione tranpolmonare di fine espirazione è una misura di meccanica respiratoria e può essere inserita in un percorso di scelta della PEEP basato sulla meccanica respiratoria (e non sull’ossigenazione). Non intendo proporre un utilizzo sicuramente efficace della pressione transpolmonare, ma solo descrivere un possibile approccio al suo utilizzo come guida nella ventilazione meccanica, INDIPENDENTEMENTE dalle variazioni acute di PaO2.

Si può fare un PEEP trial (rivedi post del 28/02/2015), e scegliere il livello di PEEP che la minimizza driving pressure transpolmonare (invece di quella che normalmente calcoliamo sulla pressione delle vie aeree). La driving pressure transpolmonare si calcola come la differenza tra pressione tranpolmonare di fine inspirazione (pressione di plateaupressione esofagea durante la pausa di fine inspirazione) e pressione transpolmonare di fine espirazione (vedi sopra).

Se, come spesso capita, PEEP differenti portano ad avere la stessa driving pressure transpolmonare (cmH2O più, cmH2O meno), si può scegliere tra queste PEEP quella che garantisce una pressione transpolmonare di fine espirazione ≅ 0 cmH2O.

Si può ridurre il volume corrente se la pressione tranpolmonare di fine inspirazione (vedi sopra) diventa eccessiva. Senza alcuna evidenza, gli studi propongono un valore massimo di 20-25 cmH2O (1,2), ma nella mia esperienza con valori sopra i 15 cmH2O si osservano spesso segni di sovradistensione, per cui preferisco limitare il volume corrente se ci si avvicina a questo limite.

Sarebbe interessante confrontare i risultati di una ventilazione fatta con questi criteri con una invece in cui si scelgono i paramentri ventilatori con un obiettivo ossigenativo… Ma gli studi che abbiamo a disposizione sulla pressione esofagea non ci dicono nulla in merito.

La pressione esofagea nella ARDS ha certamente bisogno di ulteriori studi per capire se, come e quando utilizzarla. Non ritengo che il trial clinico controllato randomizzato multicentrico che abbiamo commentato abbia dato un gran contributo alle nostro conoscenze, se non per dire che le due tabelline a confronto producono risultati simili.

Invito a non avere certezze su questo argomento ed a basarsi, per ora, su presupposti fisiopatologici in attesa di eventuali verifiche in trial clinici che ci possano essere realmente di aiuto nella nostra pratica clinica.

Come sempre, un sorriso a tutti gli amici di ventilab.

Bibliografia.
1) Beitler JR, Sarge T, Banner-Goodspeed VM, et al. Effect of Titrating Positive End-Expiratory Pressure (PEEP) With an Esophageal Pressure–Guided Strategy vs an Empirical High PEEP-FIO2 Strategy on Death and Days Free From Mechanical Ventilation Among Patients With Acute Respiratory Distress Syndrome: A Randomized Clinical Trial. JAMA. February 2019. doi:10.1001/jama.2019.0555
2) Talmor D, Sarge T, Malhotra A, et al. Mechanical Ventilation Guided by Esophageal Pressure in Acute Lung Injury. New England Journal of Medicine. 2008;359(20):2095-2104. doi:10.1056/NEJMoa0708638
3) Acute Respiratory Distress Syndrome Network. Ventilation with Lower Tidal Volumes as Compared with Traditional Tidal Volumes for Acute Lung Injury and the Acute Respiratory Distress Syndrome. The New England Journal of Medicine. 2000;342(18):1301-1308. doi:10.1056/NEJM200005043421801
4) Writing Group for the Alveolar Recruitment for Acute Respiratory Distress Syndrome Trial (ART) Investigators, Cavalcanti AB, Suzumura ÉA, et al. Effect of Lung Recruitment and Titrated Positive End-Expiratory Pressure (PEEP) vs Low PEEP on Mortality in Patients With Acute Respiratory Distress Syndrome: A Randomized Clinical Trial. JAMA. 2017;318(14):1335. doi:10.1001/jama.2017.14171
5) Rothwell PM. External validity of randomised controlled trials: “To whom do the results of this trial apply?” The Lancet. 2005;365(9453):82-93. doi:10.1016/S0140-6736(04)17670-8
Gen 312019
 

Un paziente (non sedato) con pressione di supporto di 17 cmH2O (e 4 cmH2O di PEEP) ha un volume corrente di circa 720 ml. Puoi vedere a fianco la traccia di pressione (in alto) e flusso (in basso) di un atto respiratorio. Il peso ideale del paziente è  66 kg.

Certamente avrai notato che il volume corrente è 11 ml/kg di peso ideale. Un valore che usualmente riteniamo opportuno evitare, preferendo limitarlo a circa 8 ml/kg di peso ideale,  che in questo paziente corrisponderebbe a 530 ml. Come possiamo ridurre questo volume corrente durante ventilazione in pressione di supporto?

Molti pensano che la soluzione sia quella di ridurre la pressione di supporto, ma purtroppo questa convinzione (largamente diffusa) spesso non è corretta. Vediamo infatti cosa succede al variare del livello di pressione di supporto.

In questo paziente facciamo una occlusione delle vie aeree a fine inspirazione (figura 1):

Figura 1

Vediamo che la pressione di plateau è 25 cmH2O (valore mostrato in alto a destra, misurato dove è collocata la linea verticale bianca, cioè sulla parte di pressione costante dopo l’occlusione). Ricordiamo che la pressione di plateau è la somma di pressione elastica (la pressione generata dal volume corrente) e PEEP totale (vedi post del 24/06/2011).

In questo caso la pressione erogata dal ventilatore meccanico è 21 cmH2O, cioè la somma di 17 cmH2O di pressione di supporto e 4 cmH2O di PEEP. Una pressione di plateau più elevata della pressione erogata dal ventilatore è segno di attività dei muscoli inspiratori (vedi post del 08/05/2016). Se il paziente attiva i propri muscoli inspiratori, probabilmente il supporto inspiratorio applicato è insufficiente per soddisfare completamente la richiesta di ventilazione dei suoi centri respiratori.

La figura 2 mostra cosa accade quando si riduce il supporto inspiratorio a 13 cmH2O (4 cmH2O in meno del basale), mentre la figura 3 quando lo si aumenta a 21 cmH2O (4 cmH2O in più rispetto al basale).

Figura 2

Figura 3

Nonostante la cospicua variazione di pressione di supporto (il 25% in più o in meno del basale), la variazione associata di volume corrente è insignificante. Non variando significativamente il volume corrente e la PEEP totale, è prevedibile che la pressione di plateau rimanga costante a 25 cmH2O.

Quello che cambia è la pressione generata dai muscoli inspiratori (cioè la differenza tra pressione di plateau e pressione applicata dal ventilatore), che aumenta al ridursi del supporto inspiratorio: 0 cmH2O con pressione di supporto 25 cmH2O (figura 3), 4 cmH2O con pressione di supporto 17 cmH2O (figura 1) e 8 cmH2O con pressione di supporto 13 cmH2O (figura 2).*

La traduzione clinica di queste misurazioni è: riducendo la pressione di supporto abbiamo fatto faticare di più il paziente senza ridurre il volume corrente. Il suo “cervello” vuole questo livello di ventilazione, indipendentemente dal livello di supporto inspiratorio. Questa dinamica è però vera fino a un certo punto, fino a quando il paziente riesce a permetterselo…

Vediamo infatti cosa succede se riduciamo il supporto di pressione di altri 4 cmH2O rispetto alla figura 2, portandolo cioè a 9 cmH2O.

Figura 4

Finalmente il volume corrente (circa 580 ml) si riduce in maniera significativa! Questo però non significa che stiamo facendo un favore al nostro paziente…. La stima della pressione generata dai muscoli inspiratori è 7 cmH2O (pressione di plateau 20 cmH2O – 13 cmH2O applicati dal ventilatore), un valore simile agli 8 cmH2O calcolati nella figura 2 con supporto inspiratorio 13 cmH2O.

La traduzione clinica di questa osservazione è: i muscoli inspiratori probabilmente non riescono a generare più di 7-8 cmH2O di pressione ad ogni inspirazione. Ne consegue che, arrivati a questo punto, ogni ulteriore riduzione del supporto ventilatorio si traduce in una riduzione del volume corrente: probabilmente stiamo mantenendo il paziente al massimo sforzo di cui è capace durante l’inspirazione, con il conseguente rischio di fatica dei muscoli inspiratori.

Nella figura 5 vediamo invece un cospicuo aumento di volume corrente (circa 950 ml) quando si aumenta la pressione di supporto di 4 cmH2O rispetto ad una condizione di passività, come quella descritta in figura 3:

Figura 5

La traduzione clinica è: quando i muscoli inspiratori sono già passivi (come con pressione di supporto 21 cmH2O), ogni ulteriore aumento di pressione applicata si traduce in un incremento di volume corrente (come nelle ventilazioni controllate).

Una regola importante (e spessissimo trascurata) è che la pressione di supporto si dovrebbe regolare valutando anche (e soprattutto) lo sforzo inspiratorio del paziente e non solo (e non tanto) il valore del volume corrente/kg di peso ideale.

Torniamo al quesito iniziale: quando ci troviamo un paziente come in figura 1, che fare per ridurre un volume corrente eccessivo? Pensiamo solo ad una strategia ventilatoria che non contempli l’utilizzo di sedazione e paralisi (scelta raccomandabile solo in casi particolari).

La via di uscita  può essere nell’impostare una ventilazione controllata con un volume corrente accettabile, ad esempio 8 ml/kg di peso ideale. Nel caso del nostro paziente circa 530 ml. Ovviamente la frequenza respiratoria deve essere sufficientemente elevata da iperventilare (almeno inizialmente) il paziente, superando le sue necessità di ventilazione al fine di renderlo passivo.

In questo caso abbiamo iniziato una ventilazione pressometrica a target di volume  con 530 ml di volume corrente e 32 di frequenza respiratoria. Nel giro di 5 minuti il paziente diventa passivo alla ventilazione (dopo essersi un pochino “ribellato” per i primi minuti). A questo punto riduciamo la frequenza impostata fino ad avere la comparsa solo occasionale di atti respiratori triggerati. Ecco il risultato finale.

Figura 6

Il paziente è stato “catturato” da un volume corrente appropriato. Nelle modalità assistite-controllate ricordo che è fondamentale il controllo della duranta del tempo inspiratorio che deve essere normalmente tra 0.8″-1″ (da adeguare osservando il monitoraggio, come insistiamo nei corsi di Ventilazione Meccanica) (vedi anche post del 15/03/2014).

Valutiamo anche il risultato di questa ventilazione anche alla luce delle occlusioni a fine inspirazione e fine espirazione:

Figura 7

La pressione di plateau è 23 cmH2O con una PEEP totale di 10 cmH2O, ed una driving pressure di 13 cmH2O: i valori di pressione e volume, valutati congiuntamente, sono ampiamente accettabili.

Potremo poi ridare un maggior controllo della ventilazione (ed una maggior attività) al paziente riducendo ulteriormente la frequenza respiratoria impostata dopo un ragionevole periodo di riposo.

Non sempre l’approccio descritto in questo post è efficace, ma, quando lo è (e cioè spesso), risolve rapidamente situazioni imbarazzanti.

Ricordo infine che un po’ di autoPEEP in un paziente passivo è, il più delle volte, un evento assolutamente benigno, che non richiede alcuna contromisura.

Come ultima cosa, ti lascio un piccolo calcolo da fare da solo: come è variata la compliance dalla ventilazione iniziale (figura 1) a quella finale (figura 7)? Da questo punto di vista quale ventilazione preferisci?

Terminiamo il post, come sempre, riepilogando i punti essenziali:

  • la ventilazione con pressione di supporto può portare ad un volume corrente pericolosamente elevato;
  • spesso la riduzione della pressione di supporto non è una scelta saggia: affatica il paziente, spesso senza ridurre il volume corrente;
  • per ridurre il volume corrente in un ambito di normalità si può impostare una ventilazione a target di volume con elevata frequenza respiratoria;
  • dopo un breve periodo (5′-10′) ad elevata frequenza respiratoria, questa può essere progressivamente ridotta fino alla occasionale comparsa di atti respiratori triggerati;
  • è sempre determinante mantenere un tempo inspiratorio (e non il rapporto I:E) ragionevole, spesso compreso tra 0.8″-1″.

Un sorriso a tutti gli amici di ventilab.

* La pressione resistiva (vedi post del 5/12/2011) non è considerata in queste stime.

PS: segnalo che il 22 febbraio 2019 si terrà il convegno “EMERGENZE IN SALA PARTO – APPROCCIO MULTIDISCIPLINARE” presso Fondazione Poliambulanza a Brescia (clicca qui per scaricare la locandina). Ci sarò anche io 🙂

 

Dic 292018
 

Spesso devo rispondere alla domanda: “Se un paziente con trauma cranico sviluppa una ARDS*, è meglio tenere bassa la pressione intracranica aumentando il volume corrente o è comunque prioritario mantenere la ventilazione protettiva a basso volume corrente anche se questa dovesse aumentare la pressione intracranica?”

Il dilemma nasce dalla possibilità che un’eventuale ipercapnia indotta della ventilazione a basso volume corrente, possa indurre un aumento del flusso ematico cerebrale e di conseguenza della pressione intracranica, una variabile fisiologica che invece nel trauma cranico si dovrebbe limitare.

Cerchiamo di capire perché la risposta a questa domanda è tutt’altro che ovvia, e tentiamo alla fine di proporre una strategia ragionevole.

Rispondiamo separatamente alle diverse parti della domanda iniziale

“Se un paziente con trauma cranico sviluppa una ARDS,…”

Circa il 30% nei pazienti con trauma cranico grave ed emorragia subaracnoidea da rottura di aneurisma cerebrale sviluppa una ARDS (1, 2). Questa elevata incidenza ha un proprio fondamento biologico che riassunto nella teoria del brain-lung crosstalk (comunicazione encefalo-polmone) (3, 4).
In breve, una lesione cerebrale acuta innesca un ipertono adrenergico ed una cascata infiammatoria che predispongono il parenchima polmonare a subire i danni da ventilazione meccanica più facilmente di quanto non accadrebbe al polmone di un soggetto senza lesione cerebrale.
Se si riesce ad innescare una ARDS, i polmoni poi si ”vendicano” sul cervello, liberando a loro volta immunomediatori che possono amplificare il danno cerebrale secondario, andando a bersaglio anche sull’encefalo. Un circolo vizioso in cui encefalo e polmoni si fanno reciprocamente del male.
Ne consegue che nelle persone con trauma cranico, l’impostazione di una ventilazione protettiva, anche in assenza di ARDS, è più importante rispetto ad altri pazienti perchè hanno polmoni che perdonano di meno una ventilazione scorretta.

“…è meglio tenere bassa la pressione intracranica aumentando il volume corrente…”

Le linee-guida sul trauma cranico grave della Brain Trauma Foundation ci danno la risposta a questa parte di domanda: non si deve iperventilare (se non, eventualmente, per far fronte temporaneamente alle condizioni in cui si palesino i segni clinici di una erniazione cerebrale). L’unica raccomandazione sulla ventilazione meccanica delle linee-guida è quella di evitare l’ipocapnia prolungata profilattica (“Prolonged prophylactic hyperventilation with PaCO2 of ≤25 mm Hg is not recommended” – Class IIb) (5), obiettivo chiaramente in sintonia con la ventilazione protettiva, che mai si sognerebbe di iperventilare.
Sappiamo che i pazienti con trauma cranico hanno un incremento del volume delle aree ipoperfuse rispetto ai soggetti normali (6). Ed abbiamo la dimostrazione di cosa accade quando in questi pazienti si riduce la PaCO2: riduzione del flusso ematico cerebrale (nonostante l’aumento della pressione di perfusione cerebrale), aumento del volume delle aree di ipoperfusione, riduzione della PO2 tissutale cerebrale e della saturazione venosa giugulare (in alcuni casi al di sotto dei livelli di sicurezza), incremento di mediatori del danno cerebrale secondario (6–8).
Nella versione estesa delle linee guida si afferma che l’obiettivo della ventilazione nei pazienti con trauma cranico grave è la normocapnia, definita come una PaCO2 tra 35 e 45 mm Hg (in assenza di erniazione cerebrale). Nei pazienti con ARDS la ventilazione a basso volume corrente determina mediamente una PaCO2 inferiore a 45 mmHg (9). Ne consegue che molto spesso si riesce a mantenere una buona ventilazione protettiva anche nel traumatizzato cranico con ARDS senza doversi porre alcun problema.

Ma fino a che livello di pressione intracranica possiamo mantenere la ventilazione protettiva con basso volume corrente? Sempre le linee-guida raccomandano il trattamento della pressione intracranica solo quando è superiore a 22 mmHg (5). Nei pazienti con ARDS e trauma cranico grave quindi dovremmo tranquillamente attenerci alla buona pratica della ventilazione protettiva fino ai 22 mmHg di pressione intracranica.

…o è comunque prioritario mantenere la ventilazione protettiva a basso volume corrente anche se questa dovesse aumentare la pressione intracranica?

In altre parole, quando la pressione intracranica aumenta stabilmente in un paziente con ARDS e trauma cranico, dobbiamo rassegnarci ad aumentare il volume corrente per ridurre la PaCO2, il flusso ematico cerebrale e la pressione intracranica? (dò per scontato che la frequenza respiratoria sia già stata aumentata, se necessario, a 25-35/minuto).

Per prima cosa ci dobbiamo chiedere se la soglia di 22 mmHg debba essere considerata insuperabile. La raccomandazione sul valore soglia di 22 mmHg è classificata nella linea-guida con basso livello di evidenza (IIb, “based on a low-quality body of evidence”) poiché si fonda unicamente su un’analisi retrospettiva di un database (10). Consideriamo preliminarmente che in questa analisi i 22 mmHg si riferiscono al valore medio di pressione intracranica registrato durante il monitoraggio (e non al valore massimo raggiunto). Inoltre si evince dalla lettura dell’articolo che sopravvive il 37 % dei pazienti con valori superiori a 22 mmHg di pressione intracranica media; e che il 52% dei pazienti con pressione intracranica mediamente inferiore ai 22 Hg ha un esito neurologico sfavorevole (10). Insomma, ci possiamo fare l’idea che 22 mmHg non siano la soglia magica della pressione intracranica…
Da queste considerazioni possiamo capire come la pressione intracranica rappresenti una utile guida al trattamento del paziente con trauma cranico, ma che non debba essere vista come un dogma con valori soglia da rispettare ad ogni costo. Anche la pressione intracranica, come tutti i dati clinici, deve essere sempre contestualizzata. Un conto è una pressione intracranica che aumenta per un ematoma intracranico, per un’ischemia cerebrale, per un idrocefalo; forse un altro peso bisogna dare ad un aumento della pressione intracranica secondario ad un aumento del flusso ematico cerebrale. Che potrebbe anche avere degli aspetti positivi… Alcuni eleganti studi su animali evidenziano, in modelli di ischemia cerebrale, che l’ipercapnia riduce l’estensione e la gravità del danno ischemico ed i deficit neurologici rispetto alla normocapnia, nonostante l’incremento della pressione intracranica (11, 12).

Effetto dell'ipercapnia persistente sul pH liquorale (ref. 15)

Figura 1. Effetto dell’ipercapnia persistente sul pH liquorale (ref. 15)

Peraltro le variazioni stabili di PaCO2 si associano al graduale riavvicinamento della pressione intracranica verso i valori basali nelle ore successive (12, 13). Questo è giustificato dal fatto che non è la PaCO2 che direttamente modifica il flusso ematico cerebrale ma le variazioni che essa induce sul pH liquorale (14). In breve tempo (ore) il pH liquorare tende a ripristinarsi con valori di PaCO2 stabilmente aumentati (15) (figura 1). Possiamo quindi ragionevolmente prevedere che gli effetti dell’ipercapnia sulla pressione intracranica possano essere modesti e comunque con la tendenza a limitarsi nel tempo, quando essa si sviluppa lentamente. E quando la pressione intracranica tende ad aumentare parallelamente all’incremento di PaCO2, possiamo comunque utilizzare nel frattempo le strategie terapeutiche normalmente adottate per ridurre la pressione intracranica (sedazione, drenaggio liquorale, fluidi ipertonici o iperosmotici).
Infine dobbiamo considerare che la ventilazione con alto volume corrente, oltre ad aumentare di per sè la mortalità quando vi è una ARDS (9), peggiora ossigenazione e metabolismo cerebrali ed aumenta l’attivazione delle cellule cerebrali rispetto all’utilizzo di un volume corrente protettivo (16, 17), anche a parità di PaCO2 (16) (ricordiamo il brain-lung crosstalk).

Possiamo ora concludere dando una risposta motivata alla domanda iniziale:

  • nei pazienti con trauma cranico ci deve essere lo scrupoloso rispetto della ventilazione protettiva per prevenire l’ARDS, condizione a cui sono particolarmente predisposti;
  • se si sviluppa l’ARDS in un soggetto con trauma cranico grave, la ventilazione protettiva va mantenuta senza esitazioni se la pressione intracranica resta entro limiti tollerabili (ragionevolmente entro i 20-25 mmHg). Questo anche se vi dovesse essere ipercapnia. La ventilazione protettiva dovrebbe essere gestita impostando volume corrente e PEEP per minimizzare la driving pressure e, se possibile, contenerla entro i 15 cmH2O;
  • se la pressione intracranica supera i 20-25 mmHg, si devono mettere in pratica tutti gli interventi terapeutici normalmente utilizzati per trattare l’ipertensione intracranica (sedazione/paralisi, drenaggio liquorale, mannitolo o soluzione salina ipertonica, chirurgia per rimuovere eventuali lesioni che espansive);
  • se la pressione intracranica supera stabilmente i 25-30 mmHg, nonostante la terapia medica e chirurgica, l’utilizzo di un volume corrente non protettivi deve essere preso in considerazione con una valutazione integrata dello stato neurologico, delle lesioni presenti alla TC encefalo, di monitoraggi neurologici aggiuntivi (ad esempio la saturazione venosa giugulare o altre metodiche più complesse per i centri che le utilizzano con esperienza), del livello di ipossiemia, dell’assetto cardiocircolatorio, …. Qualora non vi siano controindicazioni alla anticoagulazione (però spesso presenti), in questi casi si può anche valutare la rimozione extracorporea di CO2 o L’ECMO.

L’ipercapnia può essere accettata nel trauma cranico se non scompensa la pressione intracranica ed è la conseguenza inevitabile di una buona ventilazione protettiva. In questo caso l’ipercapnia può essere più una soluzione che un problema…

Un sorriso ed un caro augurio di buon Anno Nuovo a tutti gli amici di ventilab.

* Acute Respiratory Distress Syndrome

Bibliografia.
1. Holland MC, Mackersie RC, Morabito D, et al.: The Development of Acute Lung Injury Is Associated with Worse Neurologic Outcome in Patients with Severe Traumatic Brain Injury: J Trauma Inj Infect Crit Care 2003; 55:106–111
2. Kahn JM, Caldwell EC, Deem S, et al.: Acute lung injury in patients with subarachnoid hemorrhage: Incidence, risk factors, and outcome: Crit Care Med 2006; 34:196–202
3. Mascia L: Acute Lung Injury in Patients with Severe Brain Injury: A Double Hit Model. Neurocrit Care 2009; 11:417–426
4. Mrozek S, Constantin J-M, Geeraerts T: Brain-lung crosstalk: Implications for neurocritical care patients. World J Crit Care Med 2015; 4:163
5. Carney N, Totten AM, OʼReilly C, et al.: Guidelines for the Management of Severe Traumatic Brain Injury, Fourth Edition: Neurosurgery 2017; 80:6–15
6. Coles JP, Minhas PS, Fryer TD, et al.: Effect of hyperventilation on cerebral blood flow in traumatic head injury: Clinical relevance and monitoring correlates. Crit Care Med 2002; 30:1950–1959
7. Imberti R, Bellinzona G, Langer M: Cerebral tissue PO2 and SjvO2 changes during moderate hyperventilation in patients with severe traumatic brain injury. J Neurosurg 2002; 97–102
8. Marion DW, Puccio A, Wisniewski SR, et al.: Effect of hyperventilation on extracellular concentrations of glutamate, lactate, pyruvate, and local cerebral blood flow in patients with severe traumatic brain injury*: Crit Care Med 2002; 30:2619–2625
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