Ventilación oscilatoria de alta frecuencia

Agosto 2006

 

 

 Ventilación Oscilatoria De Alta Frecuencia (HFOV)  Drager Babylog 8000 plus

 

Dr. Nelson Rivera G.    Jefe Sección Neonatología

Hospital Naval (V)  Sección Neonatología

Profesor Asociado Escuela de Medicina Universidad de Valparaíso - Chile

nrivera@vtr.net

 

 

Definición:

 

HFOV es un método de ventilación  que genera pequeños volumenes de gas , inferiores al espacio muerto (2.5 ml/Kg.), los que se envian a frecuencias respiratorias supra fisiológicas (5-50 Hz o 300 a 3000 ciclos por minuto, 1Hz = 60 ciclos por minuto), a un circuito que mantiene una presión continua de distención sobre la vía aérea (MAP).

 

 

 

                                                       Figura 1

 

 

La HFOV consigue un efectivo intercambio de CO2 y O2 con menores presiones a nivel alveolar, mínimas variaciones en las presiones y en los volúmenes de ventilación, manteniendo los pulmones con un volumen relativamente constante, por encima de su capacidad funcional residual.  Minimiza los efectos de volutrauma y atelectrauma. La distribución del gas es más uniforme y regular que en VM convencional dependiendo más de la resistencia de las vías respiratorias principales y menos de la compliancia alveolar.

 

Hay diferencias marcadas en diferentes ventiladores de alta frecuencia, lo descrito aquí es para el Drager Babylog 8000 plus. Aunque el manual de este ventilador lo define como apto para neonatos de hasta 3 Kg., si el cuadro respiratorio es severo, se requerirá un ventilador mas potente.

 

El ventilador Babylog 8000 entrega en forma automática un alto flujo inspiratorio continuo (máx. 30 l/min.), utiliza la membrana de la válvula espiratoria para generar las oscilaciones, la espiración es activa, se realiza presión negativa (respecto a la presión media en vía aérea, MAP) mediante un jet Venturi. La relación I:E, es determinada por el mismo, a 5 Hz es de 1:2,5, a 15 Hz es de 1:1, (esto es importante ya que a frecuencias mas bajas hay TE mas largo).  La curva respiratoria varia según la Frecuencia, a 5 Hz es cuadrada, a 15 Hz es sinusoidal (aunque esto no influye mucho en la oxigenación).

                                                                           

Indicaciones y estrategia ventilatoria:

 

1.- Neumopatías difusas: MH, Neumonía difusa, Hipoplasia Pulmonar bilateral, DBP. 

 

Se usan estrategias de alto volumen y presión, en ellas se produce la mejor respuesta inmediata. En general esta indicada en estos cuadros cuando hay un  Fracaso de la ventilación convencional:

 

Si se ha tratado de emplear los parámetros máximos en ventilación mecánica convencional y no se obtienen gases sanguíneos aceptables para el RN   (pH ≥ 7.25 pO2 > 50 mm Hg., Sat O2 > 85-89%, pCO2 < 55-60 mm Hg.), en  2 determinaciones separadas por 30 minutos. 

 

El tolerar mayores presiones (mayor daño pulmonar) depende de los recursos y la experiencia del equipo médico en ventilación de alta frecuencia.

 

En la EMH los criterios de fracaso de la Ventilación Convencional se aplicarán después de la administración de al menos una dosis de surfactante y de 2-4 horas de estabilización. La utilización de surfactante y HFOV produce efecto sinérgico, reduciendo el daño pulmonar ocasionado por la ventilación y mejorando la función pulmonar y las atelectasias, además reduce el riesgo de displasia broncopulmonar, neumotórax y enfisema intersticial, no incrementa el riesgo de hemorragia intracraneal y se disminuyen los costes globales. Al utilizar surfactante exógeno con HFOV, igual que con VMC, hay que vigilar para que no se produzca sobredistensión pulmonar.

 

2.- Escape aéreo grave:

Es muy eficaz  en estos casos. La monitorización por el sensor de flujo del volumen de la fuga (%), a través de la fístula, es posible.   Se debe mantener MAP lo mas bajo posible, subir FiO2.   A Rx tórax se puede aceptar que el hemidiafragma derecho posterior esté al nivel de la costilla 7-8.  Permitir valores más bajos de pO2 y más altos de pCO2.  Elegir frecuencia oscilatoria baja.  Reducir la presión antes que FiO2, ventilar 24 a 48 h. después de mejoría.

Es conveniente si el Enfisema es mas predominante en un lado, colocar al neonato en decúbito lateral sobre el lado afectado.

 

3.-Hipertensión Pulmonar Persistente

 

Seguiremos los criterios de fracaso de Ventilación Convencional considerando además el Indice Oxigenación > 20, (IO = MAP x FiO2 x 100/PaO2), en sangre arterial post ductal.  Hay un porcentaje variable sobre la eficacia de la HVFO en estos casos, mejor combinar con Oxido Nítrico.

Se comienza con MAP similares a la de VC., hasta optimizar la oxigenación y el volumen pulmonar. La hiperinflación y la disminución del volumen pulmonar pueden influir la resistencia vascular pulmonar, se deben hacer los cambios con cuidado, especialmente luego al disminuir MAP. La FiO2 se debe disminuir primero antes que el MAP (salvo que esta sea muy alta).  Mantener la ventilación por 24 a 48 horas luego de recuperación.  Cuidado mínimo y sedar.
 

4.-Hernia diafragmática congénita

 

En la fase de estabilización, que necesite PIP > 25 cm H2O y  IO  >15.  (pre, intra y post operatorio).   En la hipoplasia pulmonar posibilita la ventilación, con menor trauma de la vía aérea, y previene la HPP.

 

5.- Neumopatías no difusas:

 

Neumonía focal, Hemorragia Pulmonar, SAM, H.Diafragmática, Hipoplasia Pulmonar, a veces DBP, en ellas la respuesta es mas irregular.   Se debe oxigenar y ventilar a la mínima presión, hay que permitir mas tiempo para lograr la estabilización.  Hay diferencias regionales de distensibilidad y /o resistencia, riesgo de hiperinflación local y escape aéreo.      Empezar con MAP menor o igual al MAP de VM Convencional.  Si es necesario aumentar MAP  de a poco y cuidadosamente. Si no hay respuesta volver a VMC.

 

6.-Distensión abdominal: Con disminución de movilidad de diafragma ( NEC, Post operatorio de RN, con gastrosquisis, onfalocele).

 

7.- Cirugía torácica: DAP y otras

 

 

Criterios de exclusión de VHF: Enfermedad Pulmonar Obstructiva (Comienzo de SAM, algunas DBP), HIV grado IV, anomalías congénitas graves no compatible con la vida,  RN., de peso > 3000 g. ( con ventilador Babylog 8000).

 

 

Manejo Práctico (Ventilador Drager Babylog 8000 plus).

 

Preparación

  1. Se debe tomar una Rx de tórax antes de usar la HFOV, para tener una base.

  2. Se deben usar los circuitos de baja distensibilidad (tubos de color beige claro) y lo más cortas posible para optimizar el circuito (menos de 90 cm). Debido a su limitada potencia es importante optimizar los circuitos inspiratorio y espiratorio cuando se emplea en recién nacidos de 2.500-3.000 g de peso. Calibrar.

  3. La humidificación debe ser adecuada (100% HR, temperatura 37 ºC), para evitar daño a traquea, secreciones viscosas o condensación excesiva. Los problemas de humidificación en HFVO se derivan de la alta velocidad de flujo de gas y de la utilización de humidificadores poco potentes.  Hay que tener siempre presente que la humidificación es un punto que debe vigilarse, controlando el posible exceso de absorción de agua pulmonar, que podría alterar el equilibrio hidroelectrolítico del recién nacido.  En el Babylog el resultado es satisfactorio con el humidificador Fisher-Pykel MR730 con las cámaras 320 o 290 y el máximo de agua constante.

  4. Si hay cualquier pérdida de aire alrededor del TE, se aprecia % de fugas en ventilador. Se debe cambiar por uno mas grande.

  5. Se debe monitorear,  la saturación de O2, PaO2, idealmente transcutaneo de pCO2, Ecografía cardíaca, frecuencia cardíaca, presión arterial invasiva, llene capilar, diuresis y PVC.   Gases sanguíneos de acuerdo a clínica y estabilidad del RN.

  6. Es fundamental mejorar la  Hemodinamia antes de HFOV.

  7. Está indicada la sedación si hay lucha con el ventilador. . En casos extremos, especialmente en recién nacidos a término con hipertensión pulmonar persistente neonatal, puede ser necesario el uso de relajantes musculares.La HFOV induce apnea en presencia de normocapnia. Se postulan 2 mecanismos para explicar el fenómeno: estímulo de los reflejos inhibitorios de la respiración mediados por receptores pulmonares por vía vagal y estímulo de los reflejos inhibitorios en los músculos de la pared torácica.  Es frecuente observar respiraciones espontáneas en recién nacidos sometidos a HFOV cuando están despiertos, cesando en la fase de sueño. No parece que cierta actividad respiratoria interfiera el intercambio de gases.

  8. La aspiración debe ser  corta (< 15 seg) y lo menos posible, ojalá con dispositivos para aspirar en circuito cerrado, evitar la aspiración las primeras 24 horas, luego, sólo se debe hacer si es muy necesaria:

  9. Las tubuladuras y la pieza en Y final estarán inclinadas, para evitar que entre agua en la pieza en Y y se moje el sensor de flujo, (valores de VT y DCO2 oscilan y cambian constantemente). Si se moja se debe cambiar por otro seco.

  10. Registrar en  Hoja HVOF: FiO2, MAP, Frec, Ampl. DCO2, VThf.
     

 

Cambio del  Babylog 8000 desde ventilación convencional a HFOV: Cifras iniciales.

  1. Observar que valor de MAP se estaba usando en ventilación convencional (VC).

  2. Presionar "Vent mode" – "CPAP" – "On".

  3. Presionar "Vent Option" – "HFOV".

  4. Mover el cursor a "Frequ" con las flechas y ajustar  usando las teclas (+) (-).

  5. Mover el cursor a "Ampl" con las flechas y ajustar usando las teclas (+) (-).

  6. Presionar "On”, comienza la HFOV.

  7. Ajustar MAP con el botón de  "PEEP/CPAP"  .

  8. Para invocar el Sub menú HFV presionar el boton HFV en el “Mode Menu”.  Se aprecia en la pantalla la frecuencia y amplitud

 

Es mejor considerar separadamente la Oxigenación y la ventilación, sin embargo al ajustar el ventilador para un parámetro, se alteran los otros de tal manera que se deben verificar.

 

 

Oxigenación

 

Se controla principalmente ajustando la FiO2 y la MAP.   La relación I:E, y el flujo, es determinada automáticamente por el ventilador.  La curva respiratoria depende de la frecuencia, con frecuencias mas bajas es mas cuadrada, sin embargo no influye mucho en la oxigenación.

Es fundamental que la perfusión pulmonar se mantenga en forma adecuada para una buena oxigenación. 

Manejo Práctico:

  1. Se comienza con 1- 2 cm. H2O sobre el MAP que tenía en VC.  Si hay escape aéreo o enfisema interticial, se debe usar una presión menor o igual a la MAP que se estaba usando.

  2. Luego de 10 min. si no oxigena, aumentar, 2 - 4 cmH2O o más, hasta lograr un buen inflado pulmonar.  Se puede lograr un máximo de  25 cm H2O  en el Babylog, generalmente en neonatos pequeños (< 1000 g.)  se puede llegar a presiones máximas alrededor de los 15 cm H2O.

  3. El inflado pulmonar óptimo se determina por :

  4. Relación entre MAP y Amplitud: 

  5. Evitar el desreclutamiento: aspiración / desconexión del circuito / bajar brusco MAP.  La aspiración del TE.,debe ser realizada ojalá con circuito cerrado si hay desaturación se debe incrementar MAP de 2 cm.H2O por vez hasta lograr estabilizar la oxigenación (se requieren 4-6 cm.H2O), luego se debe volver al nivel anterior.  Evitar el uso de bolsa y ventilación manual.

  6. Los efectos en la Hemodinamia al usar HFOV pueden ser incluso inferiores a los de VM., y están determinados por la distensibilidad pulmonar y por MAP.   Una MAP alta disminuye: la precarga cardíaca y el gasto cardíaco, se produce hipoxemia y acidosis en el neonato.   Para prevenir, se debe evitar usar MAP inecesariamente alta,  monitorizar estrechamente con: Ecografía cardíaca, presión arterial, PVC, pulsos periféricos, llene capilar. La Hipovolemia se corrige primero con volumen (S.Salina 10 ml/kg/ en 20 min.)  luego inotropos.             

 

Ventilación

 

 

El Volumen ventilatorio (tidal) Oscilatorio (VThf), determina la ventilación, por lo tanto la concentración de Pa CO2.  El Volumen de gas desplazado, es dado principalmente por la Amplitud de oscilación, influye menos la frecuencia, y/o MAP.  La potencia de esta ventilación en descender la PaCO2 es grande, por lo tanto se debe monitorizar frecuentemente, para evitar hipocapnia y descenso del flujo cerebral por vasocontrición. A la inversa el aumento de la PaCO2 puede generar aumentos bruscos de flujo cerebral.

 

a.- Amplitud de oscilación

 

Es en realidad la amplitud de la presión, se mide en %, el 100% corresponde a 60 cm H2O – MAP.  La curva tiene una parte inspiratoria, superior al MAP y una parte espiratoria inferior al MAP ( con un máximo fijado por el ventilador de -4 cm H2O) ,. La  Amplitud efectiva máxima (%) = ((2 x (MAP + 4))/(60-MAP) x 100.  Aunque se puede escoger una Amplitud entre 0-100%, esta depende del MAP, si esta es baja el máximo de Amplitud alcanzada es baja.  Ejemplo: Si se usa una MAP de 12 cm H2O, y una Amplitud de 75%, el aumentar la Amplitud no aumenta la ventilación, salvo que se aumente el MAP. La  Amplitud depende del: flujo, Frecuencia, MAP, características del sistema respiratorio y circuito. El TE actua como un filtro, atenuando la presión , (tanto como un 90% con un TE 2.5 Fr, mientras mas grande el TE menos atenuación), a esto se suman las vías aéreas, de tal forma que al llegar al alveolo la presión puede ser de 0.1 a 5 cm. H2O.    También disminuye la Amplitud,  el aumento de la resistencia, por secreciones en la vía aérea o la disminución de la distensibilidad del sistema respiratorio.  La Amplitud aumenta al aumentar el MAP, y al disminuir la frecuencia y vice versa.

 

Manejo Práctico:

 

Se ajusta la amplitud en incrementos de 10%, (idealmente con CO2 transcutáneo), hasta 30-50%, la pared costal ( zona entre los pezones y el ombligo) se desplaza o  vibra visiblemente.  El Babylog mide el Volumen tidal de alta frecuencia o VThf (se debe dividir por el peso del neonato) se debe lograr un VThf  = 1.5 - 2 ml/kg.   Se trata de mantener la PaCO2   entre 35 y 50 mmHg., En situaciones donde existe: enfisema insterticial, neumotórax, hiperinsuflación,o enfermedad pulmonar cronica, se puede tolerar hasta 65 mm Hg.

 

 

La Amplitud > 65 %  incrementa menos la ventilación, si se llega a amplitud alta, hay hipercapnia y   no se logra un VThf adecuado, se puede disminuir la frecuencia de oscilación de 1 Hz por vez.   Posteriomente se puede aumentar la MAP gradualmente para aumentar el volumen respiratorio. Con  MAP superior a 15 cm H2O, el volumen ventilatorio aumenta pero bastante menos .  Si la ventilación se deteriora aún con máxima amplitud, frecuencia de 5 Hz., y MAP óptima, se debe volver a VC.   Los cambios se reflejan en los gases a los 30 min.

 

Si las vibraciones torácicas disminuyen o están ausentes se debe considerar:

Si la vibración del tórax es unilateral se debe considerar:

El manejo del CO2, en la VM convencional depende del volumen minuto, en la HFVO depende del volumen ventilatorio al cuadrado multiplicado por la frecuencia,(VT2x Frec),  lo que se llama  Coeficiente de difusión o DCO2, se debe procurar que este entre 30-50.  Hay una relación entre este valor y la Pa CO2, un aumento en DCO2 disminuye PCO2, sin embargo este valor se puede alterar por obstrucción o fugas del TE, en realidad por si sólo no es muy útil, sirve para ver tendencias, por ejemplo puede variar al aumentar la distensibilidad.  

    

b.- Frecuencia Oscilatoria

 

Se mide en  Hz.  La Frecuencia controla el tiempo ( la distancia ) en que se mueve la valvula espiratoria, a mayor frecuencia es menor el volumen desplazado,(ej, 15 Hz  Vthf = 2.7 ml.),

 a menor frecuencia es mayor el volumen desplazado, (ej: 5Hz Vthf = 9.1 ml)

 

 

A la vez las frecuencias bajas producen menos impedancia y resistencia de la vía aérea , que las frecuencias altas.

 

Manejo Práctico:

 

En el Babylog, la Frecuencia óptima  está entre los 5 y 10 Hz, en principio, se debe operar a la máxima frecuencia que permita el oscilador, para suministrar el Vt necesario.  .  Debido a que la frecuencia afecta en forma inversamente proporcional al volumen tidal de alta frecuencia  (VThf),  en pacientes con mayor peso es necesario emplear menores frecuencias, para así tener mayor  VThf.  En RN de muy bajo peso, y con circuitos bien optimizados se puede llegar hasta 12 Hz.

Una vez seleccionada la frecuencia de funcionamiento, no suele modificarse sustancialmente a lo largo de su utilización, sin embargo se debe cambiar si con el uso de amplitud máxima no se logra un VThf adecuado.

Si los pulmones están con poca distensibilidad se pueden necesitar frecuencias más bajas, se retira más CO2.  Al la inversa en RN muy pequeños, se produce disminución de CO2, la cual se corrige aumentando la frecuencia. 

Dentro de un corto período de tiempo (minutos a 2 horas) después de iniciar HFOV, mejora la distensibilidad pulmonar rápidamente, hay que estar atento a ello para evitar la hiperventilación = Hipocapnia,   y  disminuir la amplitud,  aumentar la frecuencia y/o disminuir MAP ( MAP < 8 cm. H2O produce volúmenes reducidos).

 

Relación entre Frecuencia , MAP y volumen ventilatorio de alta frecuencia

 

 

Falla de HFOV

 

Retiro desde HFOV

 

Los criterios de mejoría en los gases del paciente son los mas empleados para el retiro del la HVOF.  La necesidad de disminuir la Amplitud para mantener la PaCO2 y la reducción en la FiO2 son los primeros indicadores.  Si la oxigenación y PaCO2 permanece en valores aceptables por 12 horas y el paciente esta estable, se disminuye la Amplitud 10%.  Sin embargo si PaCO2 > 50 mm. Hg ( con inflación normal a Rx tórax) o > 60 mm.Hg ( con Hiperinflación a Rx tórax) el retiro es opcional.

Si hay pulmón hiperinflado  la reducción de MAP es prioritaria. Si no es así, se debe disminuir la FiO2 primero hasta  0.6  (estrategia de altos volúmenes), luego gradual y cuidadosamente bajar la MAP (1-2 cm.H2O en 1-4 horas), al llegar a 12-10 cm H2O bajar FiO2 hasta 0.4.   Si es necesario volver a aumentar la FiO2, esto sugiere que la MAP se ha disminuído mucho.       Al llegar a 8 cm.H20 se puede extubar o pasar  a CPAP o cambiar a VM Convencional.  La rapidez de todo este proceso depende de la enfermedad pulmonar.    

  1. Presionar “Ven Option” – “HFOV”- Off.

  2. Presionar “Vent mode”  _ “CPAP” o “IMV/IPPB” – On

  3. Fijar los parámetros respectivos.

                        

Bibliografía

  1. Rainer Stachow High-Frequency Ventilation Basics and Practical Application  Drägerwerk AG, Germany.

  2. Grupo de trabajo sobre Patología Respiratoria de la Sociedad Española de Neonatología, Recomendaciones sobre ventilación de alta frecuencia en el recién nacido, An Esp Pediatr 2002; 57: 238 – 243

  3. Osborn DA, Evans N.Randomized trial of high-frequency oscillatory ventilation versus conventional ventilation: effect on systemic blood flow in very preterm infants. J Pediatr. 2003 Aug;143(2):192-8.

  4. Hatcher D, Watanabe H, Ashbury T, Vincent S, Fisher J, Froese A.Mechanical performance of clinically available, neonatal, high-frequency, oscillatory-type ventilators.Crit Care Med. 1998 Jun;26(6):1081-8.

  5. Evans N. Protocols High Frequency Oscillatory Ventilation The Royal Prince Alfred Hospital (RPA) Neonatal Intensive Care Nursery, Australia

  6. Battin M.Clinical Guidelines High frequency ventilation National Women's Health at Auckland City Hospital, New Zealand