Ventilación de alta frecuencia oscilatoria (hfov)

La ventilación de alta frecuencia oscilatoria (HFOV) es una estrategia de protección pulmonar que se utiliza en una amplia gama de pacientes, desde neonatos hasta adultos con lesión pulmonar aguda. A menudo se utiliza como estrategia de rescate cuando la ventilación mecánica convencional (CMV) ha fallado. La HFOV utiliza volúmenes corrientes bajos y presiones medias de las vías respiratorias constantes junto con frecuencias respiratorias altas para proporcionar efectos beneficiosos sobre la oxigenación y la ventilación, al tiempo que elimina el ciclo traumático de "inflar-desinflar" impuesto por la CMV.

Aunque la evidencia estadística que respalda la HFOV es particularmente baja, aún existen beneficios potenciales para su aplicación en muchas manifestaciones clínicas. La oscilación de alta frecuencia es un modo de ventilación de rescate seguro y eficaz para el tratamiento del síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA). Todos los pacientes que tienen lesión pulmonar inducida por el ventilador (VILI) o que corren el riesgo de desarrollar VILI o SDRA serían candidatos adecuados para la HFOV, especialmente aquellos en los que la ventilación mecánica convencional ha fallado.

Introducción a la HFOV

La ventilación de alta frecuencia oscilatoria (HFOV) es una maniobra de rescate para la ventilación mecánica convencional fallida. Utiliza la dispersión aumentada de Taylor de gases a través de un circuito simple en el que el flujo de polarización administra pequeños volúmenes corrientes para pacientes con síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA) y otras afecciones médicas. Previene la lesión pulmonar inducida por el ventilador (VILI) al reducir el riesgo de volutrauma, al tiempo que proporciona una ventilación adecuada a pesar de los tamaños de volumen corriente que están muy por debajo del espacio muerto. La HFOV mantiene la inflación alveolar a una presión de las vías respiratorias constante y menos variable con una oscilación de flujo sinusoidal para evitar el ciclo de "inflar-desinflar" del pulmón y proporciona una mejor oxigenación.

Indicaciones, Contraindicaciones y Riesgos de la HFOV

El oscilador se puede utilizar en muchas situaciones clínicas. Sus beneficios se valoran cuando hay falla de la ventilación convencional, cuando hay hipoxemia refractaria presente y en presentaciones clínicas que comprenden grandes fugas de aire o problemas circulatorios sistémicos. Sin embargo, es fundamental reconocer las situaciones en las que el uso del oscilador conlleva la propensión a provocar consecuencias perjudiciales y daño al paciente. Comúnmente, los pacientes que reciben HFOV requieren una mayor cantidad de sedación y bloqueo neuromuscular, lo que posteriormente puede conducir a estancias hospitalarias más prolongadas.

Tabla 1: Indicaciones, Contraindicaciones y Riesgos de la HFOV

Actualmente, la HFOV solo está indicada como terapia de rescate. Es beneficioso para pacientes con insuficiencia respiratoria grave que están fallando en la ventilación convencional o cuando la configuración de la ventilación convencional se acerca a parámetros dañinos, lo que podría provocar un trauma. El modo se considera una estrategia de ventilación protectora pulmonar alternativa para pacientes con VILI y SDRA. Además, la HFOV se ha recomendado como terapia de segunda línea para el manejo del paciente ventilado con una fístula broncopleural. En la población neonatal, la HFOV está indicada para pacientes con síndrome de fuga de aire neonatal, hipertensión pulmonar persistente y aspiración de meconio. En la población adulta, la HFOV es beneficiosa en los síndromes de fuga de aire, como el neumotórax y el enfisema pulmonar intersticial, donde los pulmones son difíciles de mantener abiertos.

Parámetros a Monitorear Durante la HFOV

Muchas variables deben ser monitoreadas de cerca durante el uso de la HFOV. No solo es importante monitorear el oscilador, sino también la apariencia clínica del paciente. Una herramienta esencial disponible para los médicos para la evaluación de la respuesta del paciente a la HFOV es el análisis de gases en sangre arterial (ABG).

Tabla 2: Parámetros a Monitorear Durante la HFOV

Selección de Pacientes para HFOV

El uso de HFOV a través de un oscilador generalmente se limita a situaciones clínicas en las que el paciente se encuentra en un estado de salud agudo, crítico y deficiente. En la población adulta y pediátrica, esto puede significar que han sufrido un trauma desafortunado o que están atravesando una crisis de salud importante. En la población infantil, esto también se debe a condiciones desafortunadas en las que hay aspiración de meconio o enfisema pulmonar intersticial. Todos los pacientes que tienen VILI o corren el riesgo de desarrollar VILI o SDRA serían candidatos adecuados para la HFOV.

Objetivos Clínicos de la HFOV

El objetivo principal del uso de HFOV a través de un oscilador es limitar la lesión pulmonar y mejorar el resultado clínico. La HFOV utiliza fases inspiratorias y espiratorias activas para producir pequeños volúmenes corrientes, generalmente iguales o menores que el espacio muerto. La frecuencia respiratoria rápida ayuda a mantener la ventilación alveolar, mientras que los pulmones mantienen la inflación a través de una mPaw constante. La HFOV proporciona una oxigenación razonable para limitar la toxicidad del oxígeno. Este método utiliza hipercapnia permisiva para brindar soporte ventilatorio y mantener la función celular normal, lo que permite que la PaCO2 aumente mientras se mantiene un pH arterial entre 25 y 30. Esta estrategia minimiza la VILI, reduce la incidencia de enfermedad pulmonar crónica secundaria, mejora la discordancia ventilación/perfusión (V/Q), no afecta el gasto cardíaco y mejora el reclutamiento pulmonar sin sobreextensión.

Mecanismos de Acción de la HFOV

El uso de ventilación con presión positiva conlleva la propensión a dañar los pulmones. Durante la CMV, hay grandes fluctuaciones en las zonas de lesión resultantes de los cambios de ciclo entre las fases de inspiración y espiración, lo que provoca un daño significativo. Durante la HFOV, todo el ciclo opera en la "ventana segura" para lograr una aireación homogénea del pulmón y evitar las zonas de lesión. La lesión puede ocurrir en ambos extremos de la ventana segura. En el extremo superior, en la zona de sobreextensión, la lesión se produce por la interrupción mecánica, la deshidratación del surfactante y la acumulación de líquido. En el extremo inferior, en la zona de reclutamiento, la lesión se produce debido al atelectrauma y al biotrauma. La HFOV funciona dentro de la ventana segura permitiendo el reclutamiento de alvéolos colapsados y previniendo la atelectasia. Esto se logra mediante el uso de oscilaciones rápidas y diminutas producidas por un pistón alternativo. Tanto la inspiración como la espiración son procesos activos secundarios al pistón que golpea hacia adelante creando presión positiva en la vía aérea y luego retrocediendo, generando presión negativa. La amplitud de la onda, que se establece mediante el control de potencia, determina la excursión hacia adelante y hacia atrás del pistón y ayuda a determinar el volumen corriente. Pequeños volúmenes corrientes entran y salen de los pulmones, oscilando alrededor de una presión establecida, de ahí el nombre de la unidad: el oscilador. En HFOV se utiliza un circuito de ventilador rígido con baja distensibilidad.

Optimización de la Oxigenación en HFOV

Las variables principales para lograr una oxigenación óptima son la mPaw y la FiOLa presión media de las vías respiratorias es una presión que se utiliza para optimizar el volumen pulmonar y, por lo tanto, para aumentar la superficie alveolar para el intercambio de gases. A su vez, esto afecta directamente la PaOLa presión media de las vías respiratorias debe utilizarse para reclutar alvéolos atelectásicos y al mismo tiempo prevenir el reclutamiento. Aunque el pulmón debe ser reclutado, esto debe hacerse de forma conservadora para evitar la sobreextensión. La atelectasia alveolar o la sobreextensión pueden provocar un aumento de la resistencia vascular pulmonar. Para introducir inicialmente mPaw, debe ajustarse de 3 a 5 cm H2O por encima de la mPaw correspondiente utilizada anteriormente durante la ventilación convencional. Los rangos normales de mPaw son de 25 a 30 cm H2O, con un máximo de 45 a 60 cm H2O. La expansión pulmonar adecuada en adultos se logra mediante la visualización de la novena costilla posterior por encima del nivel del diafragma. A medida que aumenta la mPaw, aumenta el volumen en el pulmón y el diafragma del paciente se desplaza hacia abajo; la colocación del diafragma a través de una radiografía de tórax generalmente se correlaciona con una PaO2 aceptable. La mPaw no debe reducirse durante las primeras 24 horas para permitir un tiempo adecuado para el reclutamiento alveolar. La FiO2 es titulada por una licuadora conectada al oscilador. Si el paciente está sobreoxigenado, la FiO2 y/o la mPaw deben disminuirse. Si la PaO2 del paciente es baja, la FiO2 y la mPaw deben aumentarse para aumentar la oxigenación.

Optimización de la Ventilación en HFOV

Las variables principales en la ventilación son el volumen corriente, el movimiento del tórax y la frecuencia. La amplitud se puede ajustar mediante el control de potencia. El ajuste del control de potencia regula la cantidad de desplazamiento del pistón cambiando la cantidad de potencia que va al pistón y el movimiento hacia atrás y hacia adelante del pistón. El grado de deflexión del pistón (amplitud) determina el volumen corriente. A medida que aumenta la amplitud, aumenta el gradiente de presión y, por lo tanto, aumenta el volumen corriente administrado al paciente. El aumento de amplitud depende de la resistencia con la que debe trabajar el pistón para avanzar. Si el paciente tiene baja distensibilidad pulmonar, el pistón debe trabajar contra una mayor presión, lo que resulta en un menor cambio en el volumen corriente. Lo mismo puede decirse de un paciente con alta resistencia de las vías respiratorias. Si el paciente está hipoventilado y el nivel de PaCO2 es alto, la amplitud debe aumentarse para expulsar más PaCOSi el paciente está hiperventilado y el nivel de PaCO2 es bajo, la amplitud debe disminuirse para permitir que se expulse menos PaCOPara establecer la amplitud, se debe obtener un ABG en ventilación convencional y se debe agregar 20 al nivel de PaCOLa amplitud normal se establece entre 20 y 30 en neonatos, con ajustes posibles de hasta 90 cm H2O. La idoneidad del ajuste de potencia se determina observando el factor de movimiento del tórax (CWF). El movimiento del tórax debe ser visible desde el nivel de las clavículas hasta la mitad del muslo o la octava o novena costilla. El aumento de la amplitud generará un mayor movimiento del tórax. El movimiento del tórax siempre debe reevaluarse después de los cambios de posición. Si el CWF está disminuido o ausente, considere una disminución de la distensibilidad pulmonar, desconexión del tubo endotraqueal, obstrucción del tubo endotraqueal o broncoespasmo grave. Si el CWF es unilateral, considere el desplazamiento del tubo endotraqueal (bronquio principal derecho) o neumotórax. Los médicos deben ser proactivos y controlar a los pacientes de cerca durante el uso de HFOV a través de un oscilador. En HFOV, la frecuencia se deriva de hercios que controlan el tiempo permitido para que el pistón se mueva hacia adelante y hacia atrás. Existe una frecuencia de resonancia de los pulmones en la que se produce una ventilación óptima, a través de la eliminación de COLa frecuencia de resonancia varía según el tamaño del pulmón, el grado de lesión pulmonar, la cantidad de función pulmonar, el tipo y la extensión del estado de la enfermedad y el tamaño del paciente. El transporte de gas se vuelve dependiente de la inercia del tejido, en lugar de la elasticidad. Si hay una alteración del flujo de gas normal, se producirá una discordancia V/Q exacerbada por la hipoxemia y el empeoramiento de la acidosis respiratoria. Para superar los efectos de la frecuencia de resonancia, los médicos pueden optimizar la ventilación proporcionando la frecuencia correcta. Un hercio son 60 respiraciones por minuto. El rango de hercios es de 3 a 15 Hz, con ajustes iniciales típicos de 5 a 6 Hz. Reducir la frecuencia provoca un mayor desplazamiento de volumen, lo que resulta en un mayor volumen corriente y una ventilación minuto posterior. En la ventilación mecánica convencional, la frecuencia respiratoria se incrementa para expulsar CO2, pero la HFOV opera en oposición a esto. Para disminuir la PaCO2, se debe disminuir la frecuencia. Si el paciente está hiperventilado, se debe aumentar la frecuencia.

Otros Controles Importantes en HFOV

Aunque los controles relacionados con la oxigenación y la ventilación son de vital importancia para gestionar resultados exitosos en HFOV, existen otros controles de similar importancia. El flujo de polarización (BF) controla e indica la tasa de flujo continuo de gas mezclado humidificado a través del circuito. La perilla de control es una válvula neumática de 15 vueltas, que aumenta el flujo cuando se gira en el sentido de las agujas del reloj. La tasa de flujo está indicada por un flotador de bola y oscila entre 0 y 60 L por minuto en incrementos de 5 L por minuto. El BF suele ser el primer parámetro establecido por el médico, ya que forma parte de la calibración del oscilador. Si el BF se establece demasiado bajo, puede resultar en un aumento de la PaCO2 secundario a un lavado inadecuado del circuito. Si el BF se establece demasiado alto, puede inhibir la eliminación de COPor el contrario, un aumento del flujo de gas de polarización aumentará la presión de las vías respiratorias, mejorando así la oxigenación. El % de tiempo inspiratorio (IT%) representa la porción del ciclo respiratorio que el pistón pasa en movimiento hacia adelante. Puede ayudar en la eliminación de CO2, aunque en menor medida que la amplitud y la frecuencia. El ajuste inicial es del 33% (relación inspiratoria: espiratoria 1:2). Para algunos pacientes, un IT% del 50% puede mejorar la ventilación y el reclutamiento pulmonar, pero generalmente se mantiene al 33%. La amplitud, la frecuencia y el tiempo inspiratorio se ajustan comúnmente durante la HFOV para aumentar el desplazamiento de gas y mejorar la eliminación de CO2, pero los ajustes de la posición del pistón pueden verse como una herramienta adicional en el manejo de pacientes que requieren HFOV a través de un oscilador. Una colocación más óptima del pistón puede permitir una mayor eliminación de CO2 durante la HFOV. Esto es especialmente importante en la población prematura, ya que una ligera desviación del pistón hacia cualquier lado puede causar retención de CO2, lo que podría ser perjudicial. Es fundamental que las alarmas se configuren correctamente durante el uso de HFOV a través de un oscilador para controlar el estado clínico del paciente. Hay muchos factores que pueden afectar la mPaw. En pacientes que respiran espontáneamente, el estado clínico del paciente, el nivel de sedación o un flujo de polarización insuficiente pueden afectar la mPaw. En este caso, puede ser necesario reajustar la mPaw. La alarma de alta presión debe ajustarse de 3 cm H2O a 5 cm H2O por encima de la mPaw establecida. Es una buena práctica consultar el protocolo institucional para las alarmas de HFOV, ya que este valor límite de alarma variará en consecuencia. Si hay una obstrucción en la rama espiratoria o en la línea de detección de presión, sonará la alarma de alta presión y se debe reemplazar el circuito del paciente. Por último, si la temperatura del circuito del paciente aumenta, la mPaw puede verse afectada, por lo que la temperatura del circuito debe mantenerse en consecuencia. La alarma de baja presión debe ajustarse 5 cm H2O por debajo de la mPaw establecida. La mPaw será baja si hay una fuga en el humidificador o en el circuito del paciente, lo que requerirá que se repare la fuga. La fuga del circuito del paciente se observa con mayor frecuencia en el diafragma de la tapa. Si la llave de paso de la trampa de agua está abierta, la mPaw activará la alarma como baja y la llave de paso debe cerrarse para resolver el problema.

HFOV y SDRA

Aunque es médicamente necesaria, la ventilación mecánica puede potenciar el daño pulmonar a través de una variedad de mecanismos denominados colectivamente VILI. Tradicionalmente, la VILI contribuía al estrés mecánico y la tensión dentro de los pulmones, ya que la fuerza mecánica aplicada al epitelio pulmonar que recubre las vías respiratorias y los alvéolos inicia una respuesta inflamatoria resultante dentro de los pulmones. Esto puede extenderse a otros órganos causando biotrauma. Para combatir esto, la Red del Síndrome de Dificultad Respiratoria Aguda (ARDSnet) descubrió que la mortalidad se puede reducir significativamente mediante el uso de volúmenes corrientes más bajos para pacientes con SDRA. La HFOV es la técnica ideal para lograr esto. La HFOV genera un volumen corriente que es menor que el espacio muerto (1 a 3 ml/kg) junto con una presión positiva al final de la espiración (PEEP) alta. Los volúmenes corrientes bajos se han asociado con una mejoría en el resultado porque evita la apertura y el cierre cíclicos de los alvéolos colapsados aplicados durante cada respiración corriente. La HFOV trabaja para reclutar regiones atelectásicas no distensibles de los pulmones, proporcionando así un aumento posterior en el volumen pulmonar general. Con el uso del oscilador, hay menos inflamación pulmonar y sistémica, menos evidencia histológica de lesión pulmonar y menor mortalidad.

HFOV vs. APRV

La tecnología moderna ha avanzado en el manejo de los ventiladores, pero del 31% al 38% de los pacientes con SDRA mueren por insuficiencia respiratoria. Debido a esto, se han desarrollado modos alternativos de rescate de la ventilación mecánica, incluida la ventilación con liberación de presión de las vías respiratorias (APRV) y la HFOV. Ambos métodos funcionan para mejorar la oxigenación de los pulmones manteniéndolos inflados durante un período de tiempo prolongado, también conocido como el concepto de pulmón abierto. Estos modos deben considerarse cuando la FiO2 de un paciente es superior al 60%, la PEEP es superior a 15 cm H2O y las presiones de meseta son superiores a 30 cm H2O. Aunque el beneficio de mortalidad de estos modos no ha sido consistente, estos modos pueden ser beneficiosos para ciertas poblaciones de pacientes. La APRV es una estrategia de rescate para la falla de la CMV, que proporciona mayores presiones de las vías respiratorias para facilitar el reclutamiento alveolar. La APRV es un método alternativo al enfoque de ARDSnet. Este modo está diseñado para promover la oxigenación proporcionando presión positiva continua en las vías respiratorias (CPAP) con liberaciones intermitentes de presión de las vías respiratorias. El soporte ventilatorio está determinado por los dos niveles de CPAP, presión alta (P alta) y presión baja (P baja). La P baja generalmente se establece en cero, también conocido como zeep, por lo que el volumen corriente depende de la P alta. En comparación con la ventilación convencional, la APRV se asocia con presiones de las vías respiratorias pico y meseta significativamente más bajas para un volumen corriente dado. En pacientes con SDRA, las regiones más distensibles de los pulmones reciben más flujo y los alvéolos fibróticos colapsan antes durante la espiración. Basándose en esto, la APRV tiene el potencial de causar volutrauma en la inhalación y atelectrauma en la exhalación. Uno de los mayores beneficios de la APRV es que permite la respiración espontánea, lo que facilita un menor nivel de sedación requerida. La interacción del paciente es esencial en la APRV, por lo que no es necesario el uso de parálisis. La APRV se ha asociado con una reducción en la duración de la estancia en la UCI y la duración de la ventilación mecánica, pero los estudios no han demostrado una reducción constante en la mortalidad relacionada con el SDRA. La HFOV administra pequeños volúmenes corrientes a una presión media de las vías respiratorias constante. Esta estrategia minimiza el barotrauma, el volutrauma y el atelectrauma. La HFOV maximiza el reclutamiento alveolar mejorando así la oxigenación. Tanto la HFOV como la APRV mejoran la oxigenación en pacientes con SDRA, pero existen opiniones contradictorias con respecto al uso de HFOV en comparación con la APRV. Algunos creen que la HFOV reduce el riesgo de una mayor lesión pulmonar, lo que lleva a un reclutamiento pulmonar máximo y una mínima sobreextensión. Otros creen que, al igual que la APRV, la HFOV no ha demostrado reducciones constantes en la mortalidad relacionada con el SDRA. Una diferencia importante en los dos modos es que la APRV permite la ventilación espontánea, mientras que la HFOV no. Por lo tanto, la APRV se asocia con cantidades reducidas de sedación y una disminución en el número de días de ventilación mecánica. Por otro lado, la HFOV mantiene los pulmones abiertos en todo momento, con menos riesgo de VILI. Una ventaja adicional de la APRV es que sus ventiladores funcionan con batería y se pueden utilizar para pacientes que requieren transporte a imágenes, operaciones, etc. Serían beneficiosos más estudios de comparación entre los dos modos.

¿Qué es Delta P en HFOV ?

En HFOV, Delta P (ΔP), también conocido como amplitud, es la medida de pico a valle de la forma de onda de presión. Esta es la medida de presión que utiliza el ventilador para empujar aire al circuito. ΔP (amplitud) crea el movimiento oscilatorio que se observa en la HFOV. Un ΔP más alto aumentará el volumen corriente y, por lo tanto, la eliminación de COA medida que aumenta la frecuencia del ventilador, la impedancia pulmonar y la resistencia de las vías respiratorias aumentan, por lo que el volumen corriente administrado a los alvéolos disminuye aún más.