INTRODUÇÃO
Assistência ventilatória pode ser entendida como a manutenção da oxigenação e/ou da ventilação dos pacientes de maneira artificial até que estes estejam capacitados a reassumi-las. Esta assistência torna-se importante para os pacientes submetidos à anestesia geral e para aqueles internados nas unidades de terapia intensiva com insuficiência respiratória.
A anestesia é a situação de uso mais freqüente de ventilação artificial. O uso da ventilação artificial é essencial quando envolve a anestesia inalatória profunda, durante o uso de bloqueadores neuromusculares e quando o ato cirúrgico exclui a possibilidade de manter a ventilação espontânea, tais como procedimentos laparoscópicos, cardíacos e toracopulmonares. Outras indicações da ventilação artificial em anestesia incluem situações de comprometimento da ventilação devido ao posicionamento do paciente, pacientes com comprometimento acentuado da função cardíaca e pulmonar, ou ainda, pacientes com aumento da pressão intracraniana.
O ventilador pulmonar é definido como um dispositivo automático conectado às vias aéreas com o objetivo de aumentar ou prover a ventilação do paciente, enquanto o termo respirador é uma denominação genérica que se destina a designar todo e qualquer equipamento que proporciona ventilação artificial em seres humanos.
Os conhecimentos sobre os mecanismos de lesão pulmonar e os avanços tecnológicos dos ventiladores mecânicos permitiram o desenvolvimento de vários modos de ventilação priorizando a manutenção de uma adequada troca gasosa e a preservação da microestrutura pulmonar. A correta compreensão das técnicas ventilatórias é fundamental para a escolha do modo apropriado de ventilação para cada situação uma vez que a ventilação mecânica inapropriada pode provocar sérias lesões pulmonares tão ou mais graves que aquelas que justificaram o seu uso.
PRINCÍPIOS DA VINTELAÇÃO MECÂNICA
A ventilação mecânica basicamente é feita através do uso de pressão positiva nas vias aéreas, ao contrário do que se utilizava no início do seu uso clínico que era a pressão negativa. Desta forma, pode-se dividir a ventilação a pressão positiva em quatro fases:
1. Fase Inspiratória
2. Mudança da fase inspiratória para a fase expiratória
3. Fase expiratória
4. Mudança da fase expiratória para a inspiratória
1. Fase inspiratória
O ventilador deverá insuflar os pulmões do paciente, vencendo as propriedades elásticas e resistivas do sistema respiratório. Ao final desta fase pode-se utilizar um recurso denominado pausa inspiratória com a qual pode-se prolongar esta fase de acordo com o necessário para uma melhor troca gasosa.
A maneira de como tem início a fase inspiratória depende do modo de ventilação mecânica escolhido, que será discutido adiante.
2. Mudança da fase inspiratória para a fase expiratória
Esta fase também é chamada de ciclagem do ventilador, pois o aparelho interrompe a fase inspiratória após a pausa inspiratória e permite o início da fase expiratória. A forma como o aparelho cicla será discutida adiante.
3. Fase expiratória
De forma passiva, o ventilador permite o esvaziamento dos pulmões. Nesta fase, o ventilador pode permitir apenas o esvaziamento parcial dos pulmões mantendo uma pressão positiva residual no final da fase expiratória e aumentando a capacidade residual funcional (CRF) do indivíduo, este recurso é denominado PEEP (positive end-expiratory pressure ou pressão positiva expiratória final, PPEF).
O PEEP é utilizado a fim de se manter os alvéolos abertos mesmo durante a expiração e com isso, aumentar a PaO2 e diminuir a concentração de oxigênio oferecida ao paciente ou fração inspirada de oxigênio (FiO2). Apesar de muito utilizado em unidades d terapia intensiva, o PEEP não é rotina na anestesia. A manutenção de uma PaO2 adequada é obtida pelo uso de altas frações inspiradas de oxigênio (FiO2) sem gerar danos ao paciente uma vez que o período de utilização é curto quando comparado com o paciente na UTI.
O ventilador ainda pode permitir o esvaziamento total dos pulmões promovendo a chamada respiração ou ventilação com pressão positiva intermitente (RPPI ou VPPI). Neste tipo de respiração, ao final da expiração o pulmão atinge a capacidade residual funcional (CRF). Desde meados da década de 50 o uso da VPPI no modo controlado tornou-se difundido na prática anestésica brasileira.
4. Mudança da fase expiratória para a fase inspiratória
O ventilador interrompe a fase expiratória e permite o início da fase inspiratória do novo ciclo. Esta fase de mudança pode ser determinada pelo próprio aparelho, de acordo com a freqüência respiratória pré-determinada ou pelo paciente. Para que o paciente consiga desencadear novo ciclo ele deve abrir a válvula do ventilador ao fazer uma pressão negativa ou um fluxo inspiratório, como na respiração normal.
A abertura da válvula do aparelho que permite a entrada de ar para o paciente depende da pressão negativa ou do fluxo inspiratório que o paciente faz e isto é regulado no aparelho com um recurso denominado sensibilidade do ventilador. Quanto maior a sensibilidade do ventilador, menor o esforço que o paciente precisa fazer para abrir a válvula inspiratória e iniciar novo ciclo. A sensibilidade é um recurso que só está presente nos modos de ventilação assistidos e deve-se lembrar que ela deve ser ajustada em seu mínimo possível, porém evitando-se que ventilador fique excessivamente sensível e deflagre ciclos inspiratórios com qualquer turbulência no circuito do aparelho, sem que o paciente tenha feito esforço inspiratório.
MODOS DE VENTILAÇÃO
Como foi dito no item fase inspiratória, a maneira como a fase inspiratória tem início é determinada pelo modo de ventilação escolhido. Existem 4 modos básicos de ventilação:
1. Controlado
2. Assistido
3. Assistido-controlado
4. Mandatório intermitente
1. Ventilação controlada
Neste modo de ventilação não há participação do paciente, o aparelho determina todas as fases da ventilação. Este é o tipo de ventilação mais utilizado na anestesia. O início da inspiração é determinado de acordo com um critério de tempo, ou seja de acordo com a freqüência respiratória regulada. Neste modo, geralmente a sensibilidade do aparelho está desligada. O volume corrente é determinado de acordo com o tipo de ciclagem escolhido.
O tempo expiratório (TE) é determinado por: TE = 60/f - TI
Sendo f a freqüência respiratória em ciclos por minuto e TI o tempo inspiratório em segundos.
Este modo permite o cálculo da complacência e da resistência pulmonar através dos valores obtidos com as curvas de pressão traqueal x tempo e fluxo x tempo, respectivamente. Estes valores são importantes principalmente na avaliação de pacientes com doença pulmonar grave, tanto na determinação dos parâmetros ventilatórios quanto no acompanhamento da evolução destes pacientes durante a internação na unidade de terapia intensiva e durante o processo de desmame do ventilador.
2. Ventilação Assistida
Neste modo de ventilação, o aparelho determina o início da inspiração por um critério de pressão ou fluxo, mas o ciclo só é iniciado com o esforço do paciente. Nas duas situações, o disparo é feito pelo esforço inspiratório do paciente que aciona o aparelho de acordo com a sensibilidade pré-determinada. Se o critério é de pressão, o aparelho detecta uma queda na pressão expiratória dentro do circuito e se o critério é de fluxo, o aparelho detecta uma pequena movimentação de ar em direção ao paciente dentro do circuito, permitindo o início de novo ciclo.
Na ventilação totalmente assistida, o tempo expiratório e, portanto, a freqüência respiratória, é determinado pelo drive respiratório do paciente. O volume corrente é determinado de acordo com a ciclagem escolhida.
3. Ventilação assistida-controlada
O modo assistido-controlado permite um mecanismo duplo de disparo fornecendo maior segurança para o paciente, pois o ciclo controlado entra sempre que o paciente não disparar o ciclo assistido.
Assim, há um mecanismo deflagrado a tempo que é o do aparelho e um mecanismo deflagrado a pressão que depende do esforço inspiratório do paciente. Por exemplo, se ajustarmos a freqüência do aparelho em 20 ciclos por minuto o aparelho inicia um ciclo a cada 3 segundos se o paciente não se manifestar, porém se o paciente estiver fazendo um ciclo a cada 1,5 segundos o aparelho fará 40 ciclos assistidos por minuto e nenhum controlado, a não ser que a o comando freqüência respiratória seja ajustado para um valor maior que 40 ciclos por minuto. Assim, neste modo de ventilação preconiza-se utilizar freqüências respiratórias ligeiramente abaixo da freqüência espontânea do paciente para que os ciclos controlados sejam a exceção.
4. Ventilação mandatória intermitente
Neste tipo de ventilação há uma combinação de ventilação controlada e/ou assistida intercalada com ventilações espontâneas do paciente dentro do próprio circuito do aparelho, através de válvulas de demanda.
Os ciclos controlados ou assistidos são volumétricos, ou seja, garantem um certo volume corrente para o paciente e podem ser desencadeados por tempo, nos quais o intervalo de tempo entre um ciclo e outro é constante independente se o paciente está inspirando ou expirando. Este modo de ventilação é denominado ventilação mandatória intermitente (IMV) e também pode ser utilizado na anestesia.
Os ciclos volumétricos também podem ser desencadeados por um mecanismo misto de pressão/tempo em que o aparelho não entra durante um período em que o paciente esteja expirando, ou seja, ele é sincronizado com a respiração do paciente e por isso recebe o nome de ventilação mandatória intermitente sincronizada (SIMV), pode-se, portanto dizer que o ciclo do SIMV é assistido-controlado.
A respiração espontânea do paciente feita dentro do circuito do aparelho pode ser auxiliada por alguns recursos do ventilador conhecidos como CPAP (pressão positiva contínua nas vias aéreas) e pressão de suporte.
O CPAP mantém uma pressão positiva durante todo o ciclo respiratório espontâneo do paciente. Neste tipo de ventilação, a freqüência respiratória e o volume corrente são totalmente dependentes do paciente. Assim como o PEEP, o CPAP mantém os alvéolos abertos durante todo o ciclo respiratório como medida de controle da hipoxemia arterial, a diferença entre ambos é conceitual. O PEEP é a manutenção de uma pressão positiva nas vias aéreas ao final da expiração, após uma fase inspiratória ter ocorrido a cargo do ventilador mecânico no modo controlado, assistido ou assisto-controlado, enquanto o CPAP é um modo de ventilação no qual o paciente respira espontanemente em níveis pressóricos maiores.
Outro recurso presente em alguns ventiladores é a pressão de suporte (PSV) que, assim como o CPAP pode ser um modo de ventilação espontâneo.
A pressão de suporte consiste no oferecimento de níveis pressóricos positivos predeterminados e constantes na via aérea do paciente, aplicada somente durante a fase inspiratória do ciclo a fim de “diminuir” o trabalho da musculatura inspiratória. Neste tipo de ventilação, o paciente controla o tempo, o fluxo e o volume inspiratórios e a freqüência respiratória. Apesar de ser considerada uma ventilação espontânea, a pressão de suporte é um modo assistido de ventilação, pois necessita que o aparelho reconheça uma queda de pressão no circuito para ativar a pressão de suporte.
A desativação do recurso durante o ciclo ocorre de acordo com o fluxo inspiratório do paciente, ou seja, a pressão de suporte é desativada quando o fluxo inspiratório cai abaixo de valores determinados que podem ser 25% do fluxo máximo alcançado durante a inspiração ou 6L/min ou ainda 10L/min de acordo com cada aparelho. A grande vantagem da pressão de suporte é que o paciente não “briga” com o aparelho, pois se o paciente quiser maiores volumes ou fluxos inspiratórios o ventilador responde suplementando o fluxo e se o paciente resolver exalar durante a inspiração o ventilador já terá suprimido a pressão de suporte assim que a musculatura inspiratória tenha começado a ser inativada.
Desta forma, a PSV é um excelente modo de ventilação para os pacientes em desmame do ventilador, mas deve-se levar em consideração que ela não garante as trocas gasosas adequadas devendo ser cuidadosamente indicada naqueles pacientes ainda instáveis.
Quando são necessários outros modos de ventilação diferentes do VPPI e do IMV, controlados, o anestesiologista precisará utilizar ventiladores designados para o uso intensivo, adaptados para a administração de anestésicos inalatórios.
CICLAGEM DO VENTILADOR
A ciclagem do ventilador determina a mudança da fase inspiratória para a expiratória. Ela pode ocorrer de acordo com tempo, volume, pressão ou fluxo.
1. Ciclagem a tempo
A transição inspiração/expiração ocorre de acordo com um tempo inspiratório predeterminado, não importando as características elástico-resistivas do sistema respiratório do paciente.
Normalmente os aparelhos ciclados a tempo são limitados a pressão, ou seja, existe uma válvula de escape impedindo altos níveis de pressão inspiratória. Os ventiladores infantis e aqueles com ventilação com pressão controlada possuem este tipo de ciclagem. Deve-se ressaltar que este tipo de ciclagem não garante o volume corrente, sendo este uma resultante da pressão de escape aplicada, da complacência e do tempo inspiratório programado.
2. Ciclagem a volume
Neste modo de ciclagem o final da fase inspiratória é determinado pelo valor de volume corrente ajustado. Há um sensor no aparelho que detecta a passagem do volume determinado e desliga o fluxo inspiratório.
A pressão inspiratória não pode ser controlada e depende da resistência e da complacência do sistema respiratório do paciente, de modo que este tipo de ventilação pode provocar barotrauma. Ao mesmo tempo, este tipo de ventilação é bastante segura uma vez que garante o volume corrente para o paciente, principalmente para aqueles em que se deve fazer um controle rigoroso da PaCO2, como nos pacientes portadores de hipertensão intracraniana.
3. Ciclagem a pressão
A fase inspiratória é determinada pela pressão alcançada nas vias aéreas. Quando o valor predeterminado é alcançado interrompe-se o fluxo inspiratório, independente do tempo inspiratório ou do volume utilizado para se atingir esta pressão. Desta forma, este tipo de ventilação também não garante um volume corrente adequado e pode ser ineficaz caso haja grandes vazamentos de ar como nos casos de fístulas bronco-pleurais.
Os ventiladores ciclados a pressão são representados pela série Bird-Mark 7, 8 e 14, possuindo como vantagens o fato de não dependerem da eletricidade e serem pequenos e leves facilitando seu uso nos transportes de pacientes.
4. Ciclagem a fluxo
Neste tipo de ciclagem, o tempo inspiratório é interrompido quando o fluxo inspiratório cai abaixo de um valor pré-ajustado como foi descrito na ventilação com pressão de suporte. Neste tipo de ciclagem, o paciente exerce total controle sobre o tempo e fluxo inspiratórios e sobre o volume corrente.
OUTROS MODELOS DE VENTILAÇÃO
Existem outros modos mais avançados de ventilação mecânica que não serão abordados no momento, pois são utilizadas somente em algumas situações específicas nas unidades de terapia intensiva:
1. Ventilação de alta freqüência
2. Pressão controlada e inversão da relação I:E
3. Pressão de suporte com volume garantido (VAPS)
4. Ventilação com escape de pressão nas vias aéreas (APRV)
5. Ventilação com pressão negativa
6. Ventilação com oxido nítrico
7. Ventilação mecânica não invasiva
efeitos da anestesia na função respiratória no perioperatório
Como regra geral, todos os anestésicos gerais diminuem a ventilação, deprimem a resposta ventilatória ao CO2 e deslocam o limiar de apnéia para níveis mais elevados de PaCO2.
Os anestésicos inalatórios diminuem o volume corrente e aumentam a freqüência respiratória à medida que ocorre aumento da PaCO2. O óxido nitroso tem escassa interferência nestes níveis, sendo útil sua combinação com os halogenados para minimizar o aumento da PaCO2.
Durante a anestesia geral, a excursão da caixa torácica é quase abolida e os músculos intercostais estão inativos, de forma que há uma resposta ventilatória diminuída ao aumento da PaCO2 e diminuição da capacidade residual funcional, podendo comprometer a relação ventilação/perfusão (V/Q) em algumas áreas e inclusive ocorrer atelectasias destas áreas.
Devido a essas alterações presentes durante a anestesia e no pós-operatório imediato, principalmente após cirurgia de abdome superior ou torácica, torna-se freqüentemente necessário o controle parcial ou total da ventilação.
Regras Gerais do Suporte Ventilatório
1. Testar e regular o ventilador antes de conecta-lo ao paciente.
2. Estabelecer os parâmetros ventilatórios do paciente: volume corrente, freqüência respiratória e relação entre a duração das fases inspiratória e expiratória.
3. Manter a ventilação e a oxigenação do paciente em níveis adequados, de acordo com o exigido pelo ato cirúrgico ou pela fisiopatologia da doença.
4. Avaliar a necessidade de repouso da musculatura respiratória. Na suspeita de fadiga muscular, propiciá-lo por 24 a 72 horas. Em condições de instabilidade hemodinâmica, manter repouso até a estabilização do quadro.
5. Caso o repouso não seja necessário, iniciar atividade da musculatura respiratória o mais rapidamente possível, utilizando um modo assistido de ventilação.
6. Manter o nível de trabalho muscular apropriado. Adequar sensibilidade e fluxo inspiratório à demanda do paciente.
7. Evitar ao máximo as possíveis lesões estruturais do sistema respiratório escolhendo o modo ventilatório adequado.
8. Avaliar as possíveis repercussões negativas da ventilação mecânica sobre o sistema cardiovascular. Verificar se a introdução de droga vasoativa pode ser útil para a otimização da oferta de oxigênio aos tecidos.
9. Evitar complicações como infecção pulmonar, atelectasias, barotrauma e toxicidade do oxigênio.
10. Preparar o organismo para reassumir o mais breve possível e com segurança as funções de ventilação e oxigenação espontâneas. Otimizar o suporte nutricional e a condição hemodinâmica. Corrigir distúrbios eletrolítico e ácido-básico.
11. Desmamar o paciente do ventilador progressivamente, utilizando uma técnica adequada que evite a fadiga e a sobrecarga.
12. Nos pacientes com dificuldades de desmame, avaliar a necessidade de monitorização das condições do “drive” neural, trabalho muscular e medidas de capacidade ventilatória.
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Referências Bibliográficas
1. BARBAS, C.S.V.; ROTHMAN, A.; AMATO, M.B.P.; RODRIGUES Jr.,M. Técnicas de assistência ventilatória. In: KNOBEL, E. Condutas no paciente grave. São Paulo. Atheneu, 1994. p.312-346.
2. FORTIS, E.A.F.; MUNECHIKA, M. Ventiladores em anestesia. In: MANICA, J. e colaboradores ANESTESIOLOGIA Princípios e Técnicas. Porto Alegre. Artmed, 1997. p. 142-167.
