Curvas de ventilación mecánica esenciales

Curvas de
ventilación
Dr. David Barreto
Intensivista Pediatra
CMN La Raza - IMSS

TIEMPO
FLOW

VOLUME
PRESSURE

CURVAS DE VENTILACION
MECANICA

Graficas lineales

• Se distinguen tres tipos de gráficas:

MECANICA
• Gráfica flujo - tiempo
• Gráfica volumen - tiempo
• Gráfica presión - tiempo

Graficas
Flujo - Tiempo
Modalidad Ventilación Controlada por Presión

Spontaneous Breath

Flow (L/min)
Time (sec)

MECANICA
Essentials of Ventilator Graphics ©2000 RespiMedu

• En esta gráfica distinguimos en el eje X el tiempo y en
el eje Y el flujo.
• Es la única gráfica que esta compuesta por dos fases
una positiva que incluye la inspiración y otra negativa
que es fase de espiración.
• Al ser una ventilación espontánea se nota que la fase
inspiratorio tiene una forma de curva.

Mechanical Breath

Inspiration

Time (sec)

Flow (L/min)

Expiration

MECANICA
• En el modo controlado el flujo puede tomar tres formas de acuerdo
a como el ventilador entrega el flujo:

• Cuadrado
• Acelerado
• Desacelerado
• Sinusal

• ¿Qué forma tiene la fase inspiratoria de esta gráfica?

Mechanical Breath
Observa la diferencia entre las
Inspiration
fases inspiratoria de la curva flujo
– tiempo de la respiración
mecánica arriba y de la
Time (sec)
respiración espontánea abajo.
Flow (L/min)

Expiration

MECANICA
Spontaneous Breath

Flow (L/min)

Time (sec)


Flow Patterns

SQUARE DECELERATING

MECANICA
ACCELERATING SINE

En esta gráfica se observan los diferentes
tipos de flujo que existen:
• Cuadrado
• Desacelerado
• Acelerado
• Sinusal

Inspiratory Flow Pattern
Beginning of expiration
Peak inspiratory flow rate exhalation valve opens
PIFR
Inspiration

MECANICA
Inspiratory time
Flow TI
(L/min)
Time (sec)

Beginning of inspiration Total cycle time
exhalation valve closes Expiration

Esta gráfica flujo – tiempo muestra datos de la fase inspiratoria (línea roja)

Expiratory Flow Pattern
Beginning of expiration
exhalation valve opens

Inspiration
Expiratory time
TE
Flow

MECANICA
(L/min) Time (sec)

Duration of
expiratory flow
Expiration

Peak Expiratory Flow Rate
PEFR

Esta gráfica flujo – tiempo muestra datos de la fase espiratoria (Línea
morada)

Variaciones en las gráficas
de flujo - tiempo

Obstruction vs Active Expiration

Obstruction Active Expiration

Time (sec)

MECANICA
Flow (L/min)

Normal
Abnormal


A) En primer plano la fase espiratoria de flujo disminuye en comparación al
tiempo pero el tiempo espiratorio se prolonga cuando hay obstrucción de la vía
aérea.
B) En el segundo ejemplo se observa una respiración activa donde el pico de
flujo espiratorio se eleva en comparación a la gráfica previa cuando el paciente
estaba sedado y controlado, el tiempo de espiración se acorta (línea morada)

Response to Bronchodilator

Before After
Flow (L/min)

Time (sec)

MECANICA
Long TE
PEFR

Shorter TE
Higher PEFR

A) Recordando la gráfica de obstrucción, en este caso vemos una situación de
broncoespasmo donde el pico de flujo espiratorio se acorta y el tiempo en el
que se cumple la espiración se prolonga.
B) Después del uso de broncodilatador el pico de flujo espiratorio aumenta y el
tiempo en el que tarda en espirar el aire inspirado se acorta.

Air Trapping

Flow Inspiration
Normal
(L/min) Patient

Time (sec)
}
Air Trapping

MECANICA
Auto-PEEP
Auto-

Expiration

El paciente tiene atrapamiento de aire que puede condicionar auto PEEP,
lo sabemos porque la fase espiratoria marcada con la línea morada
continua no termina en el 0 de el eje X y antes de que termine la fase
espiratoria sobreviene un nuevo ciclo respiratorio.
EL tratamiento de esta anormalidad es ajustar el tiempo espiratorio y así
evitar el auto PEEP.

Causas del Auto PEEP

• Tiempo espiratorio inadecuado

•

MECANICA
Frecuencia respiratoria muy alta

• Tiempo inspiratorio prolongado

• Exhalacion prolongada durante la broncoconstruccion

Volume vs Time Scalar

Inspiratory Tidal Volume

Volume Inspiration
(ml) Expiration

MECANICA
TI

Time (sec)

Esta es una gráfica Volumen vs Tiempo en modo controlado por
presión, ya que en este caso el volumen generado es independiente
de la presión y por lo tanto llega a un pico máximo representado por el
vértice de un triángulo

Volume vs Time Scalar

Inspiratory Tidal Volume

Volume Inspiration
(ml) Expiration

MECANICA
TI

Time (sec)

Se distinguen dos fases:
A) Fase inspiratoria que inicia en el eje X en el 0 y termina en el
vértice del triángulo
B) Fase espiratoria que inicia en el vértice superior del triángulo y
termina nuevamente en el eje X

Air Leak

Volume
(ml)

MECANICA
Air Leak

Time (sec)

Fuga de aire observada en una gráfica Volumen vs Tiempo donde la fase
espiratoria no llega al eje de las X.

Acción: verificar el sistema completo desde circuito, conexiones,
humidificador, etc.

Active Exhalation

Volume (ml)

MECANICA
Time (sec)

Exhalación activa: se observa que la fase inspiratoria
termina por debajo del eje X, esta gráfica se presenta
cuando el paciente presenta respiraciones espontáneas

Spontaneous vs. Mechanical

Mechanical

Spontaneous
Paw
(cm H2O)

MECANICA
Expiration

Time (sec)
Inspiration

A) Se distingue la respiración espontánea caracterizada por la presencia de dos
fases, una negativa ocasionada por la presión negativa que realizamos al inspirar
y una fase positiva que corresponde a la espiración.
B) Durante la ventilación mecánica todo el ciclo es a presión positiva, en este caso es
una curva Presión vs Tiempo en modalidad controlada por volumen ya que la
curva presenta un pico máximo, en la grafica controlada por presión la figura se ve
como una pirámide truncada.

Pressure vs Time
Peak Inspiratory Pressure
PIP

Inspiration
Paw Expiration
(cm H2O)

MECANICA
TI TE
} PEEP

Time (sec)

En esta gráfica se identifican la fase inspiratoria con la
letra A y la letra

Assisted vs Controlled

Pressure Assisted Controlled
(cmH20)

MECANICA
Time (sec)

Graficas de ventilación mecánica controlada por presión.
Se observa una muesca en la gráfica A que corresponde al
esfuerzo respiratorio del paciente con la ventilación asistida,
esta muesca negativa esta ausente cuando la ventilación es
totalmente controlada, grafica B.

Components of Inflation
Pressure
1. PIP
2. Pplat/Alveolar Pressure
1
A. Airway Resistance
B. Distending Pressure
2

Paw

MECANICA
(cm H2O) A B

Time (sec)

Begin Inspiration Begin Expiration

En esta gráfica el paciente esta en ventilación controlada por
volumen y se le ha otorgado una pausa inspiratoria, se identifican
varias secciones que a continuación describiremos

Pressure
1. PIP
1
2

Paw

MECANICA
(cm H2O) A B

Time (sec)


Observamos el inicio de la inspiración y progresivamente el aire va entrando
al pulmón elevando la presión de la vía aérea hasta que llega a un pico
máximo conocida como presión máxima o P máx acotado con el número 1.

Pressure
1. PIP
1
2

Paw

MECANICA
(cm H2O) A B

Time (sec)


El área bajo la curva en la sección A corresponde a las
resistencias de la vía aérea acotadas como Raw

Pressure
1. PIP
1
2

Paw

MECANICA
(cm H2O) A B

Time (sec)


El área bajo la curva en la sección B corresponde a la
presión de distensión pulmonar.

Pressure
1. PIP
1
2

Paw

MECANICA
(cm H2O) A B

Time (sec)


Las flechas naranjas señalan el tiempo pausa, durante este periodo las
válvulas inspiratoria y espiratoria se encuentran cerradas y el aire dentro del
pulmón lleva acabo movimientos progresivos hasta que se equilibra la presión
y la concentración en todos los alveolos.

Pressure
1. PIP
1
2

Paw

MECANICA
(cm H2O) A B

Time (sec)


Este es el punto donde la válvula espiratoria se abre y el aire que se
encontraba dentro de los pulmones sale hasta terminar la fase de
espiración e iniciar un nuevo ciclo.

PIP vs Pplat

Normal PIP High Raw
PIP
Pplat Pplat

MECANICA
Paw
(cm H2O)
PIP High Flow PIP Low CL
Pplat

Pplat

Time (sec)

MECANICA
En esta gráfica de un paciente ventilado por volumen control se
observa como progresivamente la presión va aumentando hasta
un punto máximo conocido como P máx o PIP (Peak inspiratory
presure).

MECANICA
Al realizar una pausa inspiratoria la presión dentro del pulmón
disminuirá progresivamente hasta formar una meseta en la gráfica y
mantenerse constante, esa presión se le conoce como presión
plateau o presión meseta y es la presión promedio alveolar cuando el
flujo es cero.

MECANICA
Justo después del cierre de la válvula inspiratoria cuando se llego a una
presión pico la caja torácica efectuará una retracción de todos sus tejidos para
descender a un nivel donde la relación volumen/presión se describe como
compliance dinámica por el movimiento de retracción de la caja torácica y todos
sus tejidos

MECANICA
Cuando las válvulas inspiratoria y espiratoria están cerradas, el aire que entro
al pulmón se homogeniza y con esto la presión dentro de los alveolos
desciende hasta equilibrarse en los alveolos que tengas distintas constantes
de tiempo, hasta ejercer una presión que se le conoce como presión plateau o
alveolar o meseta.

MECANICA
La relación que existe entre el volumen insuflado y la presión
producida se le conoce como compliance estática ya que no
existe movimiento de aire dentro de los alveolos.

MECANICA
En esta gráfica se encuentra un aumento de las resistencias respiratorias y
por lo tanto la PIP se eleva mas allá del nivel cotidiano durante el día, es
decir si la PIP en Ventilación controlada por volumen durante el día estaba en
25 cmH2O ahora se encuentra en 30 cmH2O como consecuencia de
broncoespasmo por ejemplo.

MECANICA
En esta ocasión el flujo inspiratorio se encuentra elevado y ocasiona
que el tiempo para que alcance la PIP se prolongue, la medida
terapéutica es ajustar el flujo inspiratorio.

MECANICA
Típica grafica de un paciente con SDRA, donde la PIP es elevada y la Presión
plateau o meseta también. La diferencia entre ambas es corta, generalmente
menor de 5 cm H2O, por ejemplo este paciente tiene 35 cmH2O de PIP y 32 de
Ppt
Un pulmón rígido que ha perdido elasticidad generará mas presión por unidad
de volumen de aire inspirado y la pérdida de las propiedades elásticas afectara
también la Ppt acercándola al nivel de PIP.

Lazo (Bucle)
Presión - Volumen

Type of Breath

E
E

I E
I
I

MECANICA
Paw
(cm H2O)
Controlled Assisted Spontaneous

I: Inspiration
E: Expiration

Diferencias entre la ventilación controlada donde el lazo A P-V esta inclinado
en forma de hoja; en la B se observa una respiración asistida con una forma
de “pescado” donde la cola es el esfuerzo de presión negativo que se observa
en la ventilación asistida y en la imagen C se observa como sería la relación
P-V en una ventilación espontánea.

Pressure-Volume Loop

VT

n
io
at
pir
Ex
Volume
(mL)
mL)

n
tio

MECANICA
ira
sp
In
Paw (cm H2O) PIP


A) En este lazo P – V se define la fase espiratoria en el eje del
volumen
B) La fase inspiratoria en el eje de la presión.
C) El vértice superior define a la apertura de la válvula espiratoria.
D) El vértice inferior de la gráfica en el cruce de los ejes la apertura
de la válvula inspiratoria

PEEP level on P-V Loop

VT

Volume

MECANICA
(mL)
mL)

PEEP level

Paw (cm H2O) PIP


El nivel de PEEP se observa en el eje de la presión y desplazara hacia la
derecha de la gráfica el inicio del lazo P - V

Punto de inflexión superior: describe el momento en el cual la
mayoría del aire inspirado sale de los alveolos.

Inflection Points

Upper Inflection Point

MECANICA
Volume (mL)

Lower Inflection Point

Essentials of Ventilator Graphics
Pressure (cm H2O) ©2000 RespiMedu

Punto de inflexión inferior: es el momento en el que se vencen
las resistencias del árbol respiratorio y los alveolos se insuflan

Work of Breathing

A: Resistive Work
B
Volume (ml) B: Elastic Work
A

MECANICA
Pressure (cm H2O)

A) Si dividimos la curva de flujo en dos partes, la integral del
área correspondiente a el área inspiratoria corresponderá al
trabajo que se requiere para vencer las resistencias del
pulmón.
B) La integral del área en la fase espiratoria describirá el trabajo
elástico del pulmón para tomar su volumen de reposo

Lung Compliance Changes
in the P-V Loop
Volume Targeted Ventilation
VT

COMPLIANCE
COMPLIANCE
Normal
Volume (mL)
(mL) Increased
Decreased

MECANICA
PIP levels
Paw (cm H2O)

Paciente en ventilación controlada por volumen
Tomando como base el lazo P – V de color verde como normal,
en el lazo P-V amarillo se representaría un evento en donde la
compliance pulmonar aumento mientras que en la curva P-V de
color rosa se encuentra cuando la compliance pulmonar
disminuyo por ejemplo en el SDRA.

Lung Compliance Changes
in the P-V Loop

COMPLIANCE
COMPLIANCE

Pressure Targeted Ventilation
V T levels
Increased
Normal
Decreased

MECANICA
Volume (mL)
(mL)

Paw (cm H2O) PIP


Paciente en ventilación controlada por presión
Tomando como base el lazo P – V de color verde como normal,
en el lazo P-V amarillo se representaría un evento en donde la
compliance pulmonar aumento mientras que en la curva P-V de
color rosa se encuentra cuando la compliance pulmonar
disminuyo por ejemplo en el SDRA.

Increased Raw
Higher PTA

pe
Slo
Volume (ml) al
m
or pe

MECANICA
N
Slo
w er
Lo

Pressure (cm H2O)


Ventilación controlada por volumen
El aumento de la resistencias respiratorias describe un lazo P-V
con una histéresis mas amplia y un desplazamiento hacia el lado
derecho del eje de las X (Presión)

Overdistension
Paw rises with little or no change in VT

Paw
(cm H2O)

MECANICA
Pressure (cm H2O)


Ventilación controlada por volumen
Cuando el pulmón esta generando mas presión para conseguir el
volumen que hemos determinado como fijo, y las propiedades elásticas le
limitan para alcanzar dicho volumen se lleva acabo una sobredistensión
pulmonar y riesgo de barotrauma.
Esto se evidencia con el lazo P-V en forma de pico de cisne.

Inadequate Sensitivity

Volume
(mL)
mL)

MECANICA
Increased WOB Paw (cm H2O)


Una inadecuada sensibilidad generara un mayor trabajo respiratorio lo que
reflejara una gráfica en forma de pescado con la “cola del pescado” mas
prolongada hacia el lado negativo del eje X (presión negativa) porque el
paciente genera mayor presión negativa para intentar generar la inspiración

Air Leak

Volume (ml)

MECANICA
Air Leak

Pressure (cm H2O)


En este lazo P-V se observa que la fase espiratoria no
termina en el eje X (presión), debido a una fuga de aire

Flow-Volume Loop

Inspiration

Flow 1
(L/min)

4 3
Volume (ml)
FRC

MECANICA
2
Expiration

Se distinguen las siguientes fases:
1. Fase inspiratoria
2. Fase espiratoria
3. Inicio de la espiración
4. Inicio de la inspiración

Air Leak
Inspiration

Flow
(L/min)

Air Leak in mL Volume (ml)

MECANICA
Normal
Abnormal

Expiration

Esta gráfica también nos ayuda a ver la fuga aérea al terminar
la fase espiratoria prematuramente en el eje X sin cerrar el lazo
F-V

Air Trapping
Inspiration

Flow
(L/min)

Volume (ml)
No return to baseline

MECANICA
Normal
Abnormal

Expiration

Atrapamiento aéreo: se refleja en el lazo F – V cuando el
ciclo termina en el lado negativo del eje Y (Flujo).

Increased Airway Resistance
Inspiration

Flow
(L/min)

Volume (ml)

MECANICA
Normal
Abnormal

Decreased PEFR

Essentials of Ventilator Graphics Expiration ©2000 RespiMedu

El aumento de las resistencias reflejara una fase espiratoria mas
prolongada hacia el layo negativo del eje de la Y (Flujo),
haciendo la porción espiratoria de la gráfica “mas picuda”.

Airway Secretions/
Water in the Circuit
Inspiration

Flow
(L/min)

Volume (ml)

MECANICA
Essentials of Ventilator Graphics Expiration ©2000 RespiMedu

“Dientes de sierra”: son clásicos de la presencia de líquido en el
sistema respiratorio o en el circuito del ventilador.

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