Introducción a la Ventilación Mecánica
La ventilación mecánica es una ayuda artificial a la respiración que introduce gas en la vía aérea del paciente por medio de un sistema mecánico externo1,2. Hasta hace unos años, esta técnica era un campo casi exclusivo de los subespecialistas pediátricos, como intensivistas, neonatólogos y anestesistas3,4. Sin embargo, la ventilación mecánica ya no se circunscribe solo a las unidades de cuidados intensivos y al quirófano, sino que determinadas modalidades se utilizan en otras áreas del hospital, durante el transporte y en el domicilio5. Por ello, es importante que todos los pediatras hospitalarios y extrahospitalarios tengan unos conocimientos básicos teóricos y prácticos de la ventilación mecánica6.
Indicaciones y Objetivos de la Ventilación Mecánica
La principal indicación de la ventilación mecánica en niños es la insuficiencia respiratoria, acompañada o no de hipoxemia y/o hipercapnia7,8. Las indicaciones específicas se resumen comúnmente en tablas de referencia para facilitar su consulta.
Los principales objetivos de la ventilación mecánica son mantener el intercambio gaseoso y disminuir o sustituir el trabajo respiratorio del paciente, para reducir el consumo de oxígeno de los tejidos. Inicialmente, la ventilación mecánica se utilizó para sustituir completamente la ventilación de los niños que no podían respirar por sí mismos, buscando alcanzar a toda costa una ventilación y oxigenación normales. Sin embargo, esta actitud en ocasiones producía una atrofia de los músculos respiratorios y un daño pulmonar relacionados con la ventilación mecánica, debido al uso de parámetros agresivos para lograr la normalidad.
En los últimos años, la actitud con la ventilación mecánica ha cambiado. El objetivo fundamental no es sustituir completamente la respiración, sino ayudar al niño a respirar, ajustándose a su estado clínico y capacidad. Los parámetros de ventilación mecánica deben ajustarse para conseguir la oxigenación y la ventilación mínimas suficientes para mejorar el estado del paciente con la menor agresión posible6,7.
Tipos de Ventilación y Respiradores
Ventilación con Presión Negativa
Este tipo de ventilación crea una presión negativa intratorácica que introduce aire en los pulmones, imitando de forma más fisiológica la respiración normal. Sus ventajas incluyen que no precisa de acceso invasivo a la vía aérea, lo que disminuye el riesgo de infección y de daño pulmonar, además de permitir el habla y la alimentación oral. Sin embargo, la ventilación con presión negativa es menos efectiva que la ventilación con presión positiva e impide el acceso al tórax del paciente, por lo que, aunque en los últimos años se han desarrollado nuevos modelos, todavía se utiliza poco9.
Ventilación con Presión Positiva
La ventilación con presión positiva crea una presión externa que introduce aire en los pulmones. Es una técnica más efectiva, permite un acceso constante al tórax del paciente y ofrece la posibilidad de utilizar muchas modalidades. No obstante, es más agresiva e incómoda para el paciente y aumenta el riesgo de infección respiratoria y de daño de la vía aérea y los pulmones7,10. Según el lugar de la vía aérea donde se aplique, se puede clasificar en invasiva -con acceso a la tráquea mediante un tubo endotraqueal o una cánula de traqueostomía- y no invasiva -aplicada en nariz, boca, cara o faringe con cánulas, mascarillas o tubos.
Respiradores de Presión Positiva
Antiguamente, los respiradores se clasificaban según la modalidad de ventilación que utilizaban (volumétricos o presurométricos) o su diseño específico para neonatos, ventilación no invasiva o alta frecuencia. Actualmente, se diseñan respiradores que intentan integrar todas las modalidades y pueden utilizarse en todo tipo de pacientes. Aun así, podemos distinguir dos tipos fundamentales de respiradores:
Respiradores de Flujo Continuo (Neonatales)
Estos respiradores mantienen un flujo continuo en el circuito durante todo el ciclo respiratorio. Su principal ventaja es que el niño puede respirar espontáneamente en cualquier momento sin necesidad de abrir ninguna válvula. Generalmente, el respirador cicla hasta alcanzar la presión programada (limitada por presión) y la mantiene durante el tiempo inspiratorio programado (ciclado por tiempo), aunque los últimos modelos han incorporado también modalidades programadas por volumen11. Sus ventajas fundamentales son la sencillez de utilización, la disponibilidad de ventilación convencional y de alta frecuencia en algunos modelos, y sobre todo, que ofrecen poca resistencia a la respiración espontánea del paciente. Sin embargo, tienen menos modalidades de ventilación, se limitan a neonatos y lactantes, y solo algunos permiten el soporte a la respiración espontánea.
Respiradores Convencionales (de Flujo Discontinuo)
En estos respiradores, no hay aire en el circuito entre cada ciclo, lo que significa que durante la fase espiratoria, si el paciente quiere conseguir aire, tiene que abrir la válvula inspiratoria del respirador10,11. Estos respiradores son más completos, disponen de un mayor número de modalidades, todos permiten la ayuda (soporte) a la ventilación espontánea del paciente y pueden utilizarse en niños de cualquier edad. Además, algunos incluyen la posibilidad de ventilación con flujo continuo. No obstante, son más complejos y difíciles de usar, y aunque se ha mejorado mucho la sensibilidad de las válvulas, ofrecen más resistencia a la respiración espontánea del paciente.
Modalidades de Ventilación Mecánica
Según el parámetro fundamental que se programe en la ventilación mecánica y la forma de introducir el aire, podemos distinguir tres grandes modalidades7,10,12-14:
Ventilación Programada por Volumen
En esta modalidad, el respirador envía al paciente siempre el mismo volumen corriente en cada respiración, introduciendo el aire con una velocidad constante. Es una ventilación con volumen constante y presión variable. Su principal inconveniente es la posibilidad de alcanzar presiones elevadas en la vía aérea, con el consiguiente riesgo de barotrauma7,10.
Ventilación Programada por Presión
Aquí, el respirador cicla hasta alcanzar la presión programada, la cual se mantiene durante todo el tiempo inspiratorio con una velocidad de flujo decelerante. Es una ventilación con presión constante y volumen variable. Su inconveniente radica en que el volumen ofrecido varía según el estado de la vía aérea y los pulmones del paciente, lo que aumenta el riesgo de volutrauma7,10,14.
Ventilación Mixta o de Doble Control (Ventilación con Volumen Garantizado)
Esta modalidad combina características de ambas. Al igual que en las modalidades de volumen, el respirador manda al paciente siempre el mismo volumen corriente en cada respiración, pero como en las modalidades de presión, lo hace introduciendo el aire con un flujo decelerante. Es una ventilación con volumen constante y presión variable7,15-17.
Modalidades de Ventilación Más Utilizadas en Pediatría
Aunque existen muchas modalidades de ventilación, las más utilizadas en niños incluyen la ventilación controlada, asistida-controlada, mandatoria intermitente (que puede programarse por volumen, por presión o con doble control) y, para respiración espontánea, la presión de soporte y el volumen garantizado o de soporte.
Ventilación Controlada
En esta modalidad, el respirador realiza todas las respiraciones y no permite la respiración espontánea del niño. Solo se utiliza en pacientes en coma o con sedación profunda y relajación muscular7,18.
Ventilación Asistida-Controlada (A/C)
El respirador administra el número de respiraciones programadas. Además, si el niño realiza un esfuerzo respiratorio suficiente para abrir la válvula de sensibilidad, el respirador le proporciona otra respiración. Todas las respiraciones son realizadas por el respirador. El niño no puede hacer respiraciones espontáneas completas, pero sí puede "pedir" más respiraciones. Esta modalidad se utiliza para asegurar la ventilación sin necesidad de que el niño esté profundamente sedado. Algunos respiradores neonatales en A/C solo permiten disparar las respiraciones en una fase del tiempo espiratorio (período ventana) para evitar el riesgo de hiperventilación7,18.
Ventilación Mandatoria Intermitente Sincronizada (SIMV)
El respirador realiza el número de respiraciones programadas, y entre ellas, el niño puede respirar espontáneamente en los respiradores neonatales, o si con su esfuerzo abre la válvula inspiratoria en los respiradores convencionales7,19. Es la modalidad más utilizada para la retirada progresiva de la ventilación mecánica.
Presión de Soporte (PS)
En esta modalidad, el respirador no realiza ninguna respiración. El niño inicia todas las respiraciones, y en cada una de ellas el respirador le ayuda con una presión determinada. El inicio y el fin de la respiración están determinados por el esfuerzo del paciente. En los respiradores convencionales, esta modalidad puede combinarse con la ventilación en SIMV7,20,21. Es la modalidad más utilizada para finalizar la retirada de la asistencia respiratoria.
Ventilación con Volumen Garantizado o de Soporte
Como se describió en la ventilación mixta o de doble control, esta modalidad asegura un volumen corriente constante en cada respiración, pero con un flujo inspiratorio decelerante, lo que permite un control más preciso del volumen entregado mientras se adapta a las características pulmonares del paciente.
Programación de la Ventilación Mecánica
La programación de la ventilación mecánica implica el ajuste de los parámetros ventilatorios y las alarmas. Es crucial que, antes de conectar el respirador al paciente, se realice la calibración (si el modelo lo requiere) y se compruebe su correcto funcionamiento en un pulmón de prueba7,22.
Selección de la Modalidad de Ventilación
La elección de la modalidad de ventilación dependerá del tipo de respirador utilizado, la edad y el peso del paciente, y su patología. Tradicionalmente, se preferían las modalidades de presión en neonatos y lactantes hasta 5-10 kg de peso, y las modalidades de volumen en niños mayores. Sin embargo, con los nuevos respiradores, es posible utilizar con seguridad modalidades de volumen, de presión o de doble control (mixtas) en cualquier tipo de paciente y con cualquier patología3,4,7,22-24.
Parámetros Ventilatorios
Algunos parámetros son específicos de la modalidad de ventilación elegida, mientras que otros son comunes a todas7,22.
Volumen Corriente (VC)
Es la cantidad de gas que el respirador envía al paciente en cada respiración. Se programa en las modalidades de volumen y en las de doble control. Lo habitual es programar un VC de 7-10 ml/kg, excepto en recién nacidos y pacientes con enfermedad pulmonar hipoxémica, en quienes se programan volúmenes menores25. Es importante tener en cuenta que algunos respiradores compensan automáticamente el volumen de las tubuladuras (volumen de compresión) y otros no, lo que puede resultar en un volumen efectivo diferente con el mismo volumen programado.
Frecuencia Respiratoria (FR)
La FR (respiraciones por minuto que administra el respirador) depende de la edad y la patología del paciente. Se recomienda una FR inicial de 40-60 rpm en neonatos, 30-40 rpm en lactantes, 20-30 rpm en niños y 12-15 rpm en adolescentes.
Volumen Minuto (VM)
Es el volumen de gas que el respirador envía al paciente en cada minuto de ventilación, siendo el producto del VC por la FR. El VM es el parámetro más directamente relacionado con la ventilación y, por lo tanto, con la presión arterial de dióxido de carbono (PaCO2). En algunos respiradores se programa el VM en lugar del VC. Para mejorar la ventilación, se puede modificar, dependiendo del estado del paciente, el VC, la FR o ambas.
Tiempo Inspiratorio (Ti)
Es el período de entrada del gas en la vía respiratoria (tubuladuras, tubo endotraqueal, tráquea y bronquios) y en los pulmones. El Ti se programa tanto en las modalidades de volumen como en las de presión. En la ventilación por volumen, la inspiración se divide en dos fases: la entrada del gas (Ti) y el tiempo de pausa inspiratoria (Tp), donde el aire se distribuye por el pulmón y el flujo se hace cero. La pausa inspiratoria favorece una ventilación más homogénea al permitir la redistribución del gas por todos los alvéolos, a pesar de sus distintas constantes de tiempo (resistencia y elasticidad). En la ventilación por presión, no se programa tiempo de pausa.
Relación Inspiración/Espiración (I/E)
Es la fracción de tiempo que se dedica a la inspiración y la espiración en cada ciclo respiratorio. Habitualmente se utiliza una relación I/E de 1/2 a 1/3. La programación de esta relación varía significativamente según el modelo de respirador: en algunos se programa la FR y la relación I/E; en otros, el Ti y el espiratorio en segundos; en otros, la FR y el porcentaje de Ti y de Tp; y en otros, la FR y el Ti en segundos7,22.
Flujo Inspiratorio (Velocidad de Flujo), Tiempo de Rampa y Retardo Inspiratorio
- Velocidad de Flujo: Es la rapidez con la que el gas entra en la vía aérea. En algunos respiradores, al programar el volumen o la presión y el tiempo o porcentaje de Ti, el respirador ajusta el flujo automáticamente. En ventilación por volumen, la velocidad de flujo depende del volumen corriente y del Ti: a volumen constante, el flujo es más rápido cuanto menor sea el Ti; a Ti constante, el flujo es más rápido cuanto mayor sea el volumen. En otros respiradores, el flujo inspiratorio se programa directamente en modalidades de volumen y presión.
- Tiempo o Pendiente de Rampa: Es el tiempo que tarda en alcanzarse la presión máxima desde el inicio de la inspiración. Su significado es similar al de la velocidad de flujo y se programa en segundos.
- Retardo Inspiratorio: Es el porcentaje del Ti que se tarda en conseguir el flujo máximo de inspiración, con el objetivo de evitar un inicio de la inspiración muy brusco. Se programa en porcentaje de tiempo o en segundos.
Tipo de Flujo Inspiratorio
Algunos respiradores permiten modificar la forma en que se introduce el gas en la vía respiratoria en las modalidades de volumen. Existen cuatro tipos de flujo, y aunque se pueden recomendar diferentes tipos según las características del paciente y su enfermedad, no hay evidencia concluyente de que un tipo de flujo produzca un mejor intercambio de gases que otro:
- Flujo constante (de onda cuadrada): Característico de la modalidad de volumen, la velocidad de flujo se mantiene igual durante todo el Ti (fase de entrada de aire) y es cero durante la pausa inspiratoria.
- Flujo decelerado: Típico de la modalidad de presión y las modalidades mixtas o de doble control. El aire entra muy rápido al comienzo de la inspiración, y la velocidad disminuye progresivamente.
- Flujo acelerado: Es muy lento al principio de la inspiración y va aumentando a medida que progresa.
- Flujo sinusoidal: Se inicia de forma lenta, se acelera hasta alcanzar un máximo que se mantiene por un tiempo, y luego se enlentece progresivamente.
Fracción Inspirada de Oxígeno (FiO2)
Es el porcentaje de O2 que el respirador administra; puede variar desde 0.21 hasta 1. Se puede iniciar con una FiO2 de 0.5 a 1, según el estado previo del paciente, y ajustarla posteriormente.
Ventilación de Alta Frecuencia con Volumen Garantizado en Neonatos Prematuros
La ventilación de alta frecuencia (VAF) con volumen garantizado es un modo ventilatorio que controla pequeños volúmenes corriente a frecuencias suprafisiológicas, demostrando ser potencialmente beneficioso para prematuros con síndrome de dificultad respiratoria (SDR)1. Un estudio exploratorio tuvo como objetivo identificar los efectos fisiológicos y clínicos de la VAF con volumen garantizado en recién nacidos pretérmino con SDR, en comparación con la VAF convencional.
Metodología del Estudio
La revisión exploratoria incluyó estudios publicados entre 2019 y 2023, centrados en recién nacidos prematuros de 23 a 36 semanas de gestación con SDR, con un peso igual o superior a 450 g, que recibían VAF invasiva. Para la selección de los artículos se empleó el diagrama de flujo PRISMA, y para su evaluación crítica se utilizaron las escalas MINORS y PEDro.
Resultados y Conclusión del Estudio
Se identificaron inicialmente 1,386 artículos, de los cuales se seleccionaron 7 para el análisis. En comparación con la VAF convencional, los resultados destacaron el uso de menores volúmenes corriente (VThf) y mayores frecuencias respiratorias. Se observó un intercambio de gases mejor y más estable, tanto como estrategia electiva como de rescate temprano en recién nacidos prematuros con SDR. Adicionalmente, se encontró una relación inversa entre el VThf y la frecuencia respiratoria.
En conclusión, la VAF con volumen garantizado, aplicada en recién nacidos prematuros con SDR, mejora consistentemente la oxigenación y ventilación en comparación con la VAF convencional.