Ventilazione non-invasiva: come scegliere il supporto inspiratorio (ovvero la differenza IPAP-EPAP)

Alcuni giorni fa sono stato chiamato a collaborare nella gestione di una ventilazione non-invasiva al di fuori della Terapia Intensiva in un paziente con persistente moderata acidosi respiratoria. Dopo aver concordato la variazione del livello di EPAP (ma non parleremo di questo aspetto nel post di oggi), abbiamo cercato di ottimizzare il livello di supporto inspiratorio.

Ricordiamo che IPAP (inspiratory positive airway pressure) ed EPAP (expiratory positive airway pressure) sono i livelli di pressione, rispettivamente inspiratorio ed espiratorio, che si impostano durante la ventilazione non-invasiva su alcuni ventilatori meccanici. Sia IPAP che EPAP sono misurate a partire dalla pressione atmosferica (quindi da una pressione relativa di 0 cmH₂O): il livello di supporto inspiratorio (cioè l’aumento di pressione nella fase inspiratoria) equivale alla differenza IPAP-EPAP. In altre macchine la pressione espiratoria è definita PEEP (positve end-inspiratory pressure) ed il livello di supporto inspiratorio PS (pressione di supporto) o ASB (assisted spontaneous breathing): con questa modalità di impostazione la pressione durante l’inspirazione è uguale alla somma di PEEP+PS.

Per cercare il livello di supporto inspiratorio più appropriato, siamo partiti da una differenza IPAP-EPAP di 5 cmH₂O fino ad arrivare a 15 cmH₂O con aumenti progressivi di 2 cmH₂O.

La frequenza respiratoria si è mantenuta costante tra 15 e 20 atti/min a tutti i livelli di supporto inspiratorio, il volume corrente invece è rimasto a circa 500 ml tra 5 e 13 cmH₂O, ma è aumentato improvvisamente a 680 ml quando siamo passati a 15 cmH₂O di supporto inspiratorio.

Cerchiamo di capire insieme che cosa è successo e come sfruttarlo per la scelta dell’impostazione del ventilatore.

Il supporto inspiratorio è una delle due forze che determina il volume corrente.

Un’altra forza può aggiungersi al supporto inspiratorio per generare il volume corrente: è la pressione generata dai muscoli respiratori del paziente durante l’inspirazione. A differenza del supporto inspiratorio (che decidiamo noi), la pressione generata dai muscoli inspiratori non è misurata durante la ventilazione (perlomeno nella normale pratica clinica), è molto variabile tra i pazienti (ma anche nello stesso paziente può variare da un momento ad un altro), dipende dalla forza muscolare, dal tipo di insufficienza respiratoria, dalle caratteristiche meccaniche dell’apparato respiratorio, dalle esigenze metaboliche e dal livello di supporto inspiratorio.

Semplificando possiamo dire che:

volume corrente = k  ^.  (supporto inspiratorio + pressione dei muscoli inspiratori).

Se il volume corrente è rimasto costante a diversi livelli di supporto inspiratorio, possiamo ipotizzare che anche la somma tra supporto inspiratorio e l’attività respiratoria del paziente sia rimasta costante: quindi man mano si aumentava il supporto inspiratorio, si riduceva l’attività dei muscoli inspiratori del paziente.

Vediamo le informazioni che ci aggiunge il monitoraggio grafico della ventilazione. Queste sono le tracce di pressione e flusso con 5 cmH₂O di supporto inspiratorio:

Supporto inspiratorio 5 cmH2O

Consideriamo l’inspirazione racchiusa nel rettangolo giallo. Ricordiamo che la fase inspiratoria è caratterizzata dal segnale di flusso sopra la linea orizzontale. Il flusso inspiratorio ha una forma strana (nelle ventilazioni pressometriche ce lo aspettiamo decrescente): è caratterizzato da due picchi, un primo più basso (contrassegnato con il numero 1) ed un secondo più alto (numero 2). Il primo picco inizia quando la pressione nelle vie aeree aumenta (cioè si passa dalla EPAP alla IPAP): quindi è certamente determinato dal supporto inspiratorio di 5 cmH₂O (ed in qualche misura anche dall’attività dei muscoli inspiratori che ha innescato il passaggio da EPAP a IPAP). Il secondo picco di flusso invece si verifica quando la pressione nelle vie aeree è costante (cioè durante IPAP): in questo caso è generato esclusivamente dall’attività dei muscoli inspiratori, visto che in questa fase non vi è alcun supporto inspiratorio aggiuntivo (cioè nessun ulteriore aumento di pressione). Con 5 cmH₂O di supporto inspiratorio, il flusso generato dal paziente è molto superiore di quello prodotto dal ventilatore. Con questo supporto inspiratorio non stiamo certo dando un buon aiuto ad una persona con insufficienza respiratoria (questo non significa che 5 cmH₂O non gli possano andare bene in altri momenti, ma certamente non in questo).

Vediamo ora cosa succede al flusso con diversi livelli di supporto inspiratorio:

Vediamo che ad ogni aumento di supporto inspiratorio, si riduce progressivamente il contributo del secondo picco di flusso alla genesi del flusso totale (e quindi del volume corrente). In altre parole, riduciamo il lavoro respiratorio del paziente. In particolare, a 13 e 15 cmH₂O di supporto inspiratorio è chiaramente prevalente il flusso ottenuto all’inizio dell’inspirazione rispetto a quello più tardivo, prodotto totalmente dal paziente.

Se vogliamo quindi erogare un buon supporto inspiratorio in questo paziente in questo momento della sua fase di insufficienza respiratoria, possiamo iniziare la ventilazione con supporto inspiratorio di 13-15 cmH₂O. Da notare che con 15 cmH₂O aumenta il volume corrente, e questo potrebbe essere un segno di sovrassistenza: una scelta di solito non consigliabile (a meno che il volume corrente non sia inizialmente troppo piccolo o l’obiettivo clinico il riposo completo dei muscoli respiratori).

Il caso che abbiamo visto oggi è molto particolare: solo in alcune condizioni si vede un doppio picco di flusso inspiratorio, più spesso le variazioni di flusso a differenti supporti inspiratori sono più sfumate. Inoltre esistono molti altri eventi dell’interazione paziente-ventilatore da considerare nell’impostazione della ventilazione, non-invasiva o invasiva che sia. Avremo certo modo di discuterne in post futuri.

A questo punto penso risulti evidente che non può esistere un livello ottimale di supporto inspiratorio noto “a priori”. L’approccio migliore è quello di verificare continuamente l’effetto di ciò che facciamo su pattern respiratorio, monitoraggio grafico, sintomi ed emogasanalisi (quest’ultima nella ventilazione non-invasiva è un po’ più importante rispetto ai pazienti intubati).

Ricordiamo che quando fallisce una ventilazione non-invasiva la probabilità di morte del paziente è molto elevata. E’ di vitale importanza sapere bene quando farla e quando non farla, quando iniziarla e quando dichiarala fallita e scegliere l’intubazione; conoscere la fisiopatologia dei vari tipi di insufficienza respiratoria per scegliere le strategie ventilatorie appropriate; saper valutare l’interazione paziente-ventilatore e ad essa adeguare continuamente il setting del ventilatore, ecc. ecc. La ventilazione non-invasiva può diventare un’arma letale se si pensa che per farla sia sufficiente mettere una maschera in faccia e schiacciare due bottoni su una macchina.

Riassumendo, il supporto inspiratorio dovrebbe:

• essere progressivamente aumentato fino a quando:
  • il profilo della curva di flusso inspiratorio mostra un unico picco iniziale oppure, se questo non fosse possibile (come nel caso illustrato nel post), un picco iniziale chiaramente prevalente sull’eventuale picco di flusso successivo;
  • il volume corrente, una volta raggiunto un valore ragionevole (5-8 ml/kg di peso ideale), non inizia ad aumentare ad ogni successivo aumento di supporto inspiratorio;
  • non si riduce significativamente la dispnea e, quando presente, l’utilizzo dei muscoli inspiratori accessori (soprattutto lo sternocleidomastoideo)
• essere rivalutato frequentemente perchè le esigenze del paziente sono variabili. Se un paziente è supportato bene, potrebbe dopo poco tempo richiedere un livello di assistenza inferiore.

Ovviamente nei casi di ipercapnia l’emogasanalisi arteriosa ci deve successivamente confermare la riduzione della PaCO₂.

Buon anno a tutti gli amici di ventilab e buona ventilazione a tutti i nostri pazienti.