Efecto del modo ventilatorio sobre el intercambio gaseoso y las presiones de la vía aérea durante la ventilación mono pulmonar: VCV VCP

Mauricio Ramos G. 1

Correspondencia
Filiaciones
1 Instituto Nacional del Tórax.

Rev Chil Anest Vol. 39 Núm. 4 pp. 268-273|doi:
PDF|ePub|RIS


Resumen

Introducción: Los estudios existentes afirman que durante la ventilación mono pulmonar (VMP) la ventilación controlada por presión (VCP) es más segura que la ventilación controlada por volumen (VCV) por alcanzar menores presiones en la vía aérea, pero no son unánimes en afirmar que entregue mejor oxigenación. La tendencia actual es utilizar un menor volumen corriente (Vt) durante la VMP que el usado en aquellos estudios (6-8 versus 9-10 ml·kg-1). Este estudio compara la oxigenación arterial y las presiones de vía aérea en ambos modos de ventilación, pero usando estos volúmenes menores. Método: 61 pacientes sometidos a cirugía torácica se dividieron en dos grupos. Los del grupo A iniciaron la VMP con VCV para luego cambiar a VCP mientras que los del grupo B tuvieron la secuencia inversa. Se midieron los gases en sangre arterial y las presiones de la vía aérea al menos después de 20 minutos de iniciada la VMP. Resultados: Al comparar la VCP con la VCV no hubo diferencias en la oxigenación (PaO2 237 ± 117 mmHg vs 242 ± 107 mmHg, p = 0,81) ni en la ventilación (PaCO2 36,7 ± 8,6 mmHg vs 36,7 ± 6,9 (mmHg), p = 0,99. La VCV tuvo una presión máxima (23,6 ± 4,6 cmH2O) que fue mayor que la presión alcanzada por la VCP (21,2 ± 4,5 cmH2O, p = 0,0051), mientras que la presión meseta de la VCV fue aún menor (17,0 ± 4,8 cmH2O, p = 0,0001 vs la presión alcanzada por la VCP). Conclusiones: El nivel de oxigenación no se vio influido por el modo ventilatorio utilizado. La VCV provocó una presión máxima mayor que la VCP, pero la presión meseta fue menor. Estas diferencias estadísticas fueron de poca importancia clínica. Ninguna de las presiones alcanzó los límites de seguridad y fueron menores que los registrados en estudios previos.

Summary

Background: During one-lung ventilation (OLV) the airway pressures with pressure-controlled ventilation (PCV) are lower compared with volume-controlled ventilation (VCV). However the results in oxygenation during OLV are not conclusive. The current trend is use lower tidal volume (Vt) (6-8 ml·kg-1) than before (9-10 ml·kg-1). In this study we investigated if any ventilatory mode results in improved arterial oxygenation or lower airway pressures using this lower Vt. Methods: Sixty-one patients scheduled for thoracic surgery were prospectively randomized into two groups. Those in group A underwent OLV initially with VCV followed by PCV. Those in group B underwent OLV initially with PCV followed by VCV. Airway pressures and arterial blood gases were obtained during each ventilatory mode. Results: There were nor differences during OLV in arterial oxygenation between VCV (PaO2 237 ± 117 mmHg) and PCV (PaO2 242 ± 107 mmHg), neither in ventilation levels (PaCO2 36,7 ± 8,6 mmHg during VCV vs 36,7 ± 6,9 mmHg during PCV). Peak airway pressure was lower with PCV than with VCV (21,2 ± 4,5 cmH2O vs 23,6 ± 4,6 cmH2O, p = 0,0051). However the plateau pressure during VCV was the lowest airway pressure (17,0 ± 4,8 cmH2O, p = 0,0001). Conclusions: Any ventilatory mode does not lead to improved oxygenation or ventilation during OLV. PCV did lead to lower peak airway pressures but plateau pressure during VCV was the lowest. The statistic differences are clinically less important. All of the airway pressures were far of the security limits and were lower than the previous studies.

Key words: Respiration, artificial, volume-controlled ventilation, pressure-controlled ventilation, intubation, oximetry.

Introducción

En el manejo actual de la ventilación mono pulmonar (VMP) se ha puesto hincapié en el cuidado de los factores relacionados con el daño pulmonar, promoviéndose una conducta protectora pulmonar 1 ,2 .

Si bien la elección del modo ventilatorio que entregue la mejor oxigenación durante la VMP tiene importancia en evitar o tratar la hipoxemia intraoperatoria, éste es un problema que ha ido perdiendo relevancia en función de la disminución de su incidencia 3 5 . De este modo se busca la técnica ventilatoria que otorgue una mayor PaO 2 para disminuir la FiO 2 y que no alcance presiones en la vía aérea capaces de producir barotraumatismo, en la perspectiva de proteger al pulmón del daño agudo post operatorio.

La ventilación controlada por presión (VCP) por definición permite el control de la presión de la vía aérea y consiste en un flujo inspiratorio inicial alto con una desaceleración posterior que, en teoría, provoca una distribución más homogénea de la ventilación con una mejor relación ventilación/perfusión 6 , 7 . En base a estas características se ha propuesto que la VCP tiene ventajas sobre la ventilación controlada por volumen (VCV) durante la VMP.

Existen un par de estudios en los cuales se ha evaluado si la oxigenación y las presiones de la vía aérea obtenidas con la VCP son mejores que con la VCV, con resultados que han sido dispares. El estudio de Tugrul, publicado el año 1997 8 , encontró que la VCP lograba mejor oxigenación que la VCV. Sin embargo, el estudio de Unzueta del año 2007 9 , no mostró diferencias en los niveles de presión arterial de oxígeno (PaO 2 ) obtenidos con un modo ventilatorio u otro. En lo que respecta a las presiones de la vía aérea, se encontró que tanto la presión máxima como la presión meseta 8 10 son mayores con la VCV, alcanzando diferenci as que estadísticamente son significativas pero que en términos cuantitativos se restringen a unos pocos cmH 2O lo que, clínicamente hablando, pierde importancia.

En función de cumplir con una conducta protectora pulmonar durante la VMP 10 , en nuestro Servicio se ocupa actualmente un volumen corriente (Vt) de 7 ml·kg -1, el cual es menor que el utilizado en los estudios arriba mencionados. Ante la discrepancia en los resultados de dichos estudios, nos propusimos comparar el efecto que la VCV y la VCP tienen sobre el intercambio gaseoso y las presiones de la vía aérea durante la VMP, utilizando este menor Vt.

Material y Método

Con la autorización del Comité de Ética de la institución, se incorporaron pacientes sometidos a toracotomía y a biopsia pulmonar por videotoracoscopía (VTC). Los criterios de exclusión fueron la presencia de inestabilidad hemodinámica, arritmia o sepsis. No se exigió estudio espirométrico.

Se utilizó la monitorización básica (ECG, oximetría de pulso, capnografía) a lo cual se agregó una línea arterial.

Se instaló un catéter peridural torácico según indicación del anestesista a cargo del caso, utilizando un bolo de bupivacaina 0,25% con fentanilo 12,5 µg·ml-1 más una infusión de bupivacaina 0,1% con fentanilo 2 µg·ml -1.

La inducción se realizó con 1-2 µg·kg-1 de fentanilo, 5-7 µg·kg -1 de pentotal y 0,5 µg·kg -1 de atracurio. Todos los pacientes fueron intubados con un tubo de doble lumen izquierdo, verificando su buena posición por auscultación. La corroboración se hizo con fibrobroncoscopía en decúbito lateral y/o por visión directa del campo operatorio.

Se utilizó una FiO2 de 1. Para la mantención se us ó isofluorano en concentración alrededor de 1 MAC, con suplementos de 1 µg·kg -1 de fentanilo según necesidad clínica en los pacientes que no tenían peridural torácica.

El diseño del estudio consistió en someter a todos los pacientes a ambos modos ventilatorios con diferente secuencia y comparar el intercambio gaseoso y las presiones de la vía aérea provocados por cada uno de ellos. Para ello algunos pacientes comenzaron con la VCV y otros con la VCP, cambiando posteriormente de modo ventilatorio de la misma forma que se realizó en los estudios de Tugrul 8 y Unzueta 9 .

La elección del modo ventilatorio con el que se inició la VMP se hizo de acuerdo a una distribución aleatoria según el último dígito del número de ficha de cada paciente. Así, se conformó un grupo A, con ficha terminada en número par, que inició su ventilación con VCV y luego cambió a VCP, mientras que el grupo B, ficha terminada en número impar, inició su ventilación con VCP y luego cambió a VCV.

Los parámetros ventilatorios fueron:

  • VCV: Se utilizó un Vt de 7 ml·kg-1, una relación inspiración/espiración (I:E) de 1:2 y la frecuencia respiratoria (FR) necesaria para obtener una presión de CO2 de fin de espiración (EtCO2) entre 30 y 35 mmHg. No se usó PEEP. Los límites programados para la presión de vía aérea fueron: presión máxima de 30 cmH2O y presión meseta de 25 cmH2O (medida con pausa inspiratoria de 50%, que se usó sólo con este fin). En caso de sobrepasar dichas presiones se disminuiría el Vt en 1 ml·kg-1 cada vez, usándose el mayor Vt alcanzado.

  • VCP: Se usó la presión necesaria para obtener un Vt de 7 ml·kg-1. Como límite se planteó una presión de 30 cmH2O, aceptándose el Vt que esa presión máxima entregara. Se usó una relación I:E de 1:2 y la FR necesaria para obtener una EtCO2 entre 30 y 35 mmHg. No se usó PEEP.

En el segundo modo ventilatorio se utilizaron la misma relación I:E y la FR que fueron utilizadas durante el primer modo con la intención de mantener las variables del tiempo espiratorio y, sobretodo, para mantener el mismo tiempo inspiratorio. De este modo, toda diferencia en la oxigenación y en las presiones de la vía aérea sería causada sólo por el cambio en el modo ventilatorio.

Apenas el paciente fue posicionado en decúbito lateral se inició la VMP en el modo correspondiente, lo que marcó el tiempo 0. Una vez abierta la pleura o instalada la cámara de VTC se constató que el pulmón superior estuviera excluido, para considerar el tiempo de VMP transcurrido, y se prosiguió con el protocolo. Si el pulmón superior recibía ventilación en cualquier momento del protocolo, era causa de exclusión. El modo ventilatorio inicial se mantuvo durante al menos 20 minutos, tiempo a partir del cual se pudieron hacer las mediciones. Posteriormente, se cambió de modo ventilatorio, manteniéndose al menos 10 minutos antes de hacer las nuevas mediciones. En los casos en que hubo resección de parénquima pulmonar con ligadura de vasos, las mediciones fueron completadas antes.

Los parámetros analizados fueron:

  1. Gases en sangre arterial.

  2. Vt alcanzado en ambos modos ventilatorios.

  3. Presiones de la vía aérea: Presión máxima y meseta (con pausa inspiratoria de 50%) en la VCV, la presión alcanzada por la VCP, PEEP producido espontáneamente, en el manómetro del circuito ventilatorio.

Para detectar una diferencia de 40 mmHg en la PaO2 se requerían 22 pacientes por grupo por lo que se propuso un estudio con al menos 45 pacientes. Para el análisis de las variables se utilizaron los test de Student y Chi cuadrado. Se consideró significativa una p menor a 0,05.

 

Resultados

Se incorporaron 36 pacientes en el grupo A y 25 en el grupo B. No hubo diferencias significativas entre ambos grupos en los antecedentes demográficos (Tabla 1). En el estudio preoperatorio sólo 18 pacientes del grupo A y 15 del grupo B tuvieron espirometría, no habiendo diferencias entre ambos grupos. Tampoco hubo diferencias en la proporción de pacientes con toracotomía derecha (18 en el grupo A, 12 en el grupo B) o izquierda (18 en el grupo A, 13 en el grupo B), ni en el uso de peridural torácica.

Todos los pacientes fueron sometidos a ambos modos ventilatorios, por eso es que la comparación de la ventilación, oxigenación (Tabla 2) y de las presiones de la vía aérea (Tabla 3) fueron hechas sobre el total de los pacientes (61).

La oxigenación obtenida fue similar en ambos modos ventilatorios, del mismo modo que la ventilación, independientemente de si se ocupa la medición de EtCO2 o de PaCO2 (Tabla 2).

Al cambiar de modo ventilatorio, algunos pacientes exhibieron cambios en la oxigenación. La proporción en que ésta mejoró o empeoró fue similar, independientemente de la secuencia utilizada.

Los resultados de las presiones de la vía aérea se muestran en la Tabla 3. Ninguna de las presiones medidas se acercó al límite propuesto por el diseño del estudio. La presión meseta pudo ser medida sólo en 47 de los 61 casos. Los niveles de PEEP producido espontáneamente fueron similares entre ambos modos.

Para obtener un Vt de 7 ml·kg1 con la VCP se necesitó una presión de 21,2 ± 4,5 cmH2O. Esta presión fue significativamente menor (-2,4 cmH2O) que la presión máxima alcanzada con el modo VCV, pero fue significativamente mayor (+4,2 cmH2O) que la presión meseta medida durante la VCV.

 

Tabla 1 Datos demográficos

Grupo A

Grupo B

Número

36

25

Edad (años)

52 ± 17

52 ± 14

p = 0,95

Peso (kg)

68 ± 12

63 ± 10

p = 0,06

Talla (cm)

164 ± 9

162 ± 6

p = 0,17

CVF (% teórico)

93 ± 21

95 ± 19

p = 0,73

VEF1 (% teórico)

86 ± 20

84 ± 23

p = 0,77

 

Tabla 2 Ventilación y oxigenación

VCV (61)

VCP (61)

Vt (ml/kg)

6,9 ± 0,3

6,9 ± 0,6

p = 0,96

EtCO2 (mmHg)

33,3 ± 4,7

33,2 ± 3,8

p = 0,89

PaCO2 (mmHg)

36,7 ± 6,9

36,7 ± 8,6

p = 0,99

PaO2 (mmHg)

237 ± 117

242 ± 107

p = 0,81

 

Tabla 3 Presiones de la vía aérea

Presión Máxima en VCV (cmH2O)

23,6 ± 4,6

Presión en VCP (cmH2O)

21,2 ± 4,5*

Presión Meseta en VCV (cmH2O)

17,0 ± 4,8**

* p = 0,0051 comparado con la presión máxima en VCV

** p = 0,0001 comparado con la presión durante la VCP

Discusión

Nuestro estudio demuestra que los niveles de oxigenación y ventilación durante la VMP son similares independiente de si se ocupa la VCV o la VCP.

Debido a sus características 6 ,7 , la VCP fue propuesta para el manejo de los pacientes con daño pulmonar agudo o distress respiratorio (SDRA). Por las mismas razones se le ha propuesto como el modo ventilatorio de elección durante la VMP 11 ,12 , y porque en teoría se conseguirían mejores niveles de oxigenación. La principal base de esta proposición la constituye el trabajo de Tugrul 8 publicado en 1997, que mostró una mejor oxigenación con la VCP, con diferencias significativas desde el punto de vista estadístico pero de una cuantía clínica poco importante (PaO2 30 mmHg mayor [p = 0,03] y un shunt 4% menor [p = 0,02]). Sin embargo, igual que los resultados en pacientes con insuficiencia respiratoria no siempre han confirmado las ventajas de la VCP 13 ,14 , estudios en VMP no han encontrado diferencias en PaO2 ni shunt 9 ,10 . Nuestro estudio coincide con estos estudios más recientes en que el modo VCP no entrega mayores niveles de PaO2.

Si bien las técnicas anestésicas no son iguales entre los distintos estudios, la literatura sobre el tema ha establecido que los niveles de oxigenación son similares independientemente de la técnica anestésica utilizada 15 . En todo caso, los pacientes de nuestro estudio recibieron una anestesia similar a aquélla usada en el trabajo de Tugrul.

Así mismo, Tugrul encontró que la PaO2 aumentaba con el cambio a VCP en un porcentaje significativamente mayor de pacientes que cuando el cambio era hacia la VCV, lo que correlacionó con una baja capacidad vital forzada (p = 0,02 y r = -0,3). Este aumento de la PaO2 no ocurrió con el cambio a VCP en nuestros pacientes. Si bien nuestro estudio no analizó los pacientes según espirometría, el estudio de Unzueta sí lo hizo y no encontró la correlación mencionada.

Nuestro estudio no encontró diferencias en la ventilación dada por ambos modos, lo que era esperable dado el diseño del estudio. Las cifras de PaCO2 obtenidas fueron similares a las de otros estudios 8 ,9 , por lo que el menor Vt ocupado en este estudio (7 ml·kg-1 vs 9-10 ml·kg-1) es igualmente eficiente si se adecua el resto de los parámetros de la ventilación.

En nuestros pacientes la VCV presentó una presión máxima (23,6 cm H2O) que fue mayor que la presión ocupada con la VCP (21,2 cmH2O). Estas presiones estuvieron en un rango sensiblemente menor que los estudios previos tanto para la VCV (288, 349 y 3310 cmH2O) como para la VCP (23, 24 y 28 cmH2O respectivamente).

Hay algunas diferencias en los parámetros ventilatorios utilizados. El Vt ocupado en los estudios previos estuvo entre 9 y 10 ml·kg-1, con un tiempo inspiratorio entre 25 y 33% y una pausa inspiratoria de 10%, mientras que en nuestro estudio el Vt fue de 7 ml·kg-1, con un tiempo inspiratorio de 33% y sin pausa inspiratoria. Esta es la causa más probable para explicar que las presiones máximas registradas en ambos modos fueran menores que las publicadas previamente.

Una de las ventajas teóricas de la VCP es alcanzar presiones menores y con esto disminuir el riesgo de barotrauma. Sin embargo la presión máxima alcanzada con la VCV depende de diversos factores que finalmente provocan una diferencia con la presión alveolar 16 . Así es como se ha encontrado una débil correlación entre la presión máxima y la incidencia de barotrauma y, por el contrario, una fuerte correlación con la presión meseta 17 que es la base para limitar esta presión en la programación del ventilador mecánico 18 .

En nuestro estudio la presión meseta de la VCV (17,0 ± 4,8 cmH2O) fue menor que la alcanzada por la VCP (21,2 ± 4,5 cmH2O, p = 0,0001). Si bien un Vt de 7 ml·kg-1 provoca una presión meseta menor, los estudios con Vt 9-10 ml·kg-1 dan cifras de presión meseta para la VCV (18,5 ± 4,28, 19,8 ± 3,59 y 17,8 ± 3,210) y para la VCP (17,8 ± 3,7, 19,5 ± 3,6 y 16 ± 3) que se encuentran en un rango lejano al límite de seguridad conocido 17 , lo que da lugar a preguntarse si se justifica disminuir el Vt en todos los pacientes para disminuir el riesgo de barotrauma en el contexto de la VMP. La discusión sobre el trauma producido por sobredistensión, denominado volutrauma, no es objeto de este estudio.

Ahora si bien en nuestro estudio las diferencias entre las tres presiones medidas son estadísticamente significativas, clínicamente también pierden relevancia ya que, por una parte, se restringen a 2 y 4 cmH2O y, por otra parte, todas estuvieron lejos de los límites establecidos.

A la luz de los datos aquí expuestos es razonable pensar que en la población general sometida a VMP, el uso de un modo ventilatorio u otro tiene poca influencia en el intercambio gaseoso y en las presiones de la vía aérea.

De este modo y al igual que algunos autores 15 afirman que para la realización de la VMP no existe una forma viable de determinar la mejor estrategia ventilatoria (volumen corriente, uso de PEEP) en un paciente individual, en nuestra opinión tampoco es posible asegurar que un modo ventilatorio sea mejor que otro.

Bibliografía

  1. Williams EA, Quinlan GJ, Goldstraw P, et al. Postoperative lung injury and oxidative damage in patients undergoing pulmonary resection. Eur Respir J 1998; 11: 1028-1034.
  2. Slinger P. Post-pneumonectomy pulmonary edema: is anesthesia to blame? Curr Opin Anesthesiol 1999; 12: 49-54.
  3. Slinger P. Management of one-lung anesthesia. IARS 2005 review course lectures. Anesth Analg 2005; Suppl: 89-94.
  4. Schwarzkopf K, Klein U, Schreiber T, et al. Oxygenation during one-lung ventilation: The effects of inhaled nitric oxide and increasing levels of inspired fraction of oxygen. Anesth Analg 2001; 92: 842-847.
  5. Brodsky JB, Lemmens HJ. Left double-lumen tubes: Clinical experience with 1,170 patients. J Cardiothorac Vasc Anesth 2003; 17: 289-298.
  6. MacIntyre NR. New modes of mechanical ventilation. Clin Chest Med 1996; 17: 411-421.
  7. Prella M, Feihl F, Domenighetti G. Effects of short-term pressure-controlled ventilation on gas exchange, airway pressures, and gas distribution in patients with acute lung injury/ARDS: comparison with volume-controlled ventilation. Chest 2002; 122: 1382-1388.
  8. Tugrul M, Camci E, Karadeniz H, et al. Comparison of volume-controlled with pressure-controlled ventilation during one-lung anaesthesia. Br J Anaesth 1997; 79: 306-310.
  9. Unzueta MC, Casas JI, Mora l MV. Pressure-controlled versus volume-controlled ventilation during one-lung ventilation for thoracic surgery. Anesth Analg 2007; 104: 1029-1033.
  10. Slinger P. Pro: Low tidal volume is indicated during one-lung ventilation. Anesth Analg 2006; 103: 268-270.
  11. Sentürk M. New concepts of the management of one-lung ventilation. Curr Opin Anaesthesiol 2006; 19: 1-4.
  12. Lohser J. Evidence-based Management on one-lung ventilation. Anesthesiology Clinics 2008; 26: 241-272.
  13. Rappaport SH, Shpiner R, Yoshihara G, et al. Randomized, prospective trial of pressure-limited versus volume-controlled ventilation in severe respiratory failure. Crit Care Med 1994; 22: 22-32.
  14. Edibam C, Rutten A, Collins D, Bersten A. Effect of inspiratory flow pattern and inspiratory to expiratory ratio on nonlinear elastic behavior in patients with acute lung injury. Am J Respir Crit Care Med 2003; 167: 702-707.
  15. Karzai W, Schwarzkopf K. Hypoxemia during one lung ventilation. Prediction, prevention and treatment. Anesthesiology 2009; 110: 14021411.
  16. Kaw ati R, Lattuada M, Sjöstrand U, et al. Peak airway pressure increase is a late warning sign of partial endotracheal obstruction whereas change in expiratory flow is an early warning sign. Anesth Analg 2005; 100: 889-893.
  17. Boussarsar M, Thierry G, Jaber S, et al. Relationship between ventilatory settings and barotrauma in the acute respiratory distress syndrome. Intensive Care Med 2002; 28: 406-413.
  18. MacIntyre N. Setting the frequence-tidal volume pattern. Respir Care 2002; 47: 266-274.
Creative Commons License Attribution-NonCommercialRepublish
×

REPUBLISHING TERMS

You may republish this article online or in print under our Creative Commons license. You may not edit or shorten the text, you must attribute the article to Aeon and you must include the author’s name in your republication.

If you have any questions, please email fescuder@hotmail.com

License

Creative Commons License Attribution-NonCommercialCreative Commons Attribution-NonCommercial
Efecto del modo ventilatorio sobre el intercambio gaseoso y las presiones de la vía aérea durante la ventilación mono pulmonar: VCV VCP