ONE LUNG VENTILATION

La ventilazione monopolmonare (“one lung ventilation” o OLV) è parte integrante delle tecniche anestesiologiche nella chirurgia del polmone e dell’esofago toracico nelle quali, come nella maggior parte della chirurgia toracoscopica, sono richiesti il decubito laterale del paziente, l’apertura del torace ed il collasso del polmone “superiore” (“non dependent”) per consentire l’atto chirurgico. L’ipossia è la problematica di maggior rilievo durante questo tipo di ventilazione e chirurgia e si presenta in circa il 10% dei pazienti; restano ancora dibattuti quali provvedimenti siano adeguati a contrastarla (se e quanta PEEP, FiO₂ uguale o inferiore a 1, reclutamenti). E’ però progressivamente cresciuta la consapevolezza che l’insorgenza d’insufficienze d’organo postoperatoria può essere correlata alla condotta intraoperatoria e prevenuta anche con l’utilizzo di bassi volumi correnti.

Ipossia e OLV

Due fenomeni sono determinanti nella genesi dell’ipossia (1)

• lo shunt vero

• il mismatch ventilazione/perfusione

Inoltre la posizione sul fianco (2) influisce, con l’effetto della gravità, sia sulla distribuzione del flusso sia sulla creazione di atelettasie; in particolare la posizione sul fianco consente migliore ossigenazione rispetto alla supina e di questo si deve tener conto qualora la ventilazione monopolmonare sia richiesta in posizione supina. Lo shunt vero è determinato dal fatto che il polmone non dipendente è escluso dalla ventilazione ma perfuso; è limitato dal fenomeno della vasocostrizione ipossica (HPV). Nel preoperatorio va ottimizzato il trasporto d’ossigeno e la portata cardiaca mantenuta stabile intraoperatoriamente, incrementi sovranormali della gittata possono aggravare lo shunt per riduzione della vasocostrizione ipossicae per l’apertura di ulteriori vasi in territori non perfusi. Il mismatch ventilazione/perfusione, è condizionato dal dereclutamento o dalla sovradistensione. Il dereclutamento incrementa la quota di perfusione rispetto al volume alveolare; la sovradistensione riduce la perfusione per “strizzamento” dei vasi alveolari e riduzione della perfusione di alveoli ventilati, contemporaneo incremento delle resistenze polmonari e shunt verso distretti non ventilati.

Va ormai sempre più affermandosi il concetto che volumi correnti “ridotti” (6-8 ml pro Kg di peso corporeo ideale nella ventilazione bipolmonare e 5-6 nella monopolmonare) sono in realtà fisiologici. Allo stesso modo si stanno imponendo evidenze che volumi correnti elevati sono certo efficaci nel determinare migliori ossiemie, ma sicuramente in grado di scatenare risposte infiammatorie responsabili di complicanze postoperatorie polmonari ed extrapolmonari, facendo seguito a quanto ormai acquisito per l’ARDS.

Nella produzione scientifica più recente viene quindi consigliato di utilizzare, in anestesia ed in particolare in ventilazione monopolmonare, volumi correnti bassi con PEEP adeguata e manovre di reclutamento, in associazione con FiO₂ inferiori (almeno in partenza) a 1.

Tuttavia, se i principi fisiopatologici sono chiari, è difficile trovare in letteratura indicazioni chiare ed applicabili in clinica per la gestione della ventilazione monopolmonare. Quindi mi sono parsi degni d’attenzione due articoli pubblicati lo scorso anno.

Attenti a quei due… trial

Nel primo (3) 12 pazienti sono stati sottoposti in maniera sequenziale a due modalità di ventilazione, definite “convenzionale” e “open lung“, in tre fasi dell’anestesia: bipolmonare supino, monopolmonare in decubito laterale con toracotomia, riespansione del polmone dopo resezione polmonare. In entrambi i gruppi il volume corrente era di 5-6 ml/Kg e la ventilazione “open lung” era in pressione controllata con rapporti I:E di 2:1 – 4:1 facendo in modo che ogni inspirazione cominciasse quando il flusso espiratorio del respiro precedente fosse arrivato a 0 L/min.

La P di lavoro (Paw) è stata inizialmente fissata a 30 cm H₂0, un valore arbitrariamente selezionato per il reclutamento polmonare, e la pressione di fine espirazione (RP) è stata regolata per mantenere un Vt di 5-6 ml/kg. Dopo 2 minuti, la Paw veniva ridotta a step di 2 cm H₂0 e la RP regolata, a ogni livello,  per mantenere un Vt = 5-6 ml/kg.  Ad ogni livello di pressione, la Compliance statica è stata calcolata come Vt / (Paw – RP).  La Paw è stata registrata a flusso “0” (equivalente ad un plateau prolungato in VCV).  Paw e RP sono stati quindi impostati al livello che ha prodotto la maggior compliance (cioè il volume corrente desiderato con la minor differenza di pressione) del sistema respiratorio.

Le conclusioni sono abbastanza minimaliste e ci dicono che questa tecnica (open lung) studiata nella ventilazione monopolmonare ottimizza la meccanica respiratoria e migliora gli scambi gassosi.

Nel secondo lavoro (4) trenta pazienti sono stati randomizzati in due gruppi, ventilati con 8 ml/Kg e poi con 5-7 in monopolmonare: entrambi ricevevano una manovra di reclutamento all’inizio e alla fine della ventilazione monopolmonare. Il gruppo di controllo veniva ventilato con PEEP = 5 cmH₂O mentre quello di studio con una PEEP personalizzata grazie ad un trial decrementale. In particolare veniva impostata una ventilazione a pressione controllata con 20 cm H₂O e PEEP = 5 incrementata di 5 cm H₂O alla volta ogni dieci respiri fino a 20: una volta raggiunto il valore di 40 cmH₂O (20 di PCV + 20 di PEEP) questa veniva mantenuta per 40 secondi. A questo punto veniva ridotta la PEEP di 2 cmH₂O alla volta ogni due minuti, fino a ottenere la miglior Compliance (dinamica). Quindi dopo una nuova manovra di reclutamento, si ventilavano i pazienti in volume controllato con la miglior PEEP individuata.

Gli Autori concludono che, durante la ventilazione monopolmonare, il miglioramento dell’ossigenazione dopo reclutamento è meglio mantenuto dall’impiego di una PEEP individualizzata rispetto ad una PEEP standard.

Quindi quali outcome, in entrambi gli studi, variazioni di parametri fisiopatologici e nessuna incidenza di complicanze, mortalità e quant’altro!

Cosa possiamo imparare?

I due trial utilizzano metodiche di ventilazione tra loro diverse, uno anche poco usuali in anestesia come i rapporti invertiti, e caratterizzate dall’uso combinato di più provvedimenti (reclutamenti, PEEP e misura della compliance) e questo può rendere difficile identificare l’efficacia dei singoli fattori. Finora l’applicazione di una PEEP standard, nei vari trial su pazienti in anestesia e non solo in ventilazione monopolmonare, ha dato risultati imprevedibili in termini di ossigenazione. I due trial raggiungono risultati “limitati” ma sono interessanti per il metodo che possono insegnarci e cui possiamo approcciarci con senso critico. Ritengo infatti che l’approccio proposto, basato sulla ricerca della miglior compliance e personalizzazione della PEEP, abbia l’innegabile vantaggio di:

• minimizzare il mismatch evitando il dereclutamento o la sovradistensione del polmone

• lasciarci scegliere, solo a questo punto, quanta FiO₂ è necessaria per ottenere la PaO₂ desiderata

Confermano inoltre la mia esperienza che non è vero che più è grave l’ipossiemia maggiore deve essere la PEEP.

L’uso dei reclutamenti si è dimostrato utile in alcune categorie di pazienti in anestesia (obesi, laparoscopia) ma non mi sento di consigliarla come manovra routinaria. Diverso è il caso del paziente gravemente ipossico e che necessita di alte FiO₂, come può accadere nella ventilazione monopolmonare.

Per quanto riguarda la prevenzione delle insufficienze d’organo postoperatorie c’è ormai consenso sull’impiego di volumi correnti “fisiologici”. Pur non potendo traslare acriticamente le pratiche adottate in terapia intensiva, è anche vero che, nei pazienti critici, la personalizzazione della PEEP (5) e l’impostazione della ventilazione ricercando la migliore compliance (6) hanno dato risultati favorevoli in termini di insufficienze d’organo e di outcome e che questa potrebbe essere una pratica anestesiologica altrettanto efficace in pazienti chirurgici ad alto rischio, per esempio quelli sottoposti a ventilazione monopolmonare.

Un saluto a tutti gli amici di Ventilab.

Bibliografia

1. Levin AI et al.Arterial oxygenation and one-lung anesthesia. Curr Opin Anaesthesiol 2008, 21:28–36

2. Szegedi LL et al. Gravity is an important determinant of oxygenation during one-lung ventilation.Acta Anaesthesiol Scand 2010; 54: 744–750

3. Downs JB et al. Open lung ventilation optimizes pulmonary function during lung surgery. journal of surgical research 2014; 192:242-49

4. Carlos Ferrando et al. Setting Individualized Positive End-Expiratory Pressure Level with a Positive End-Expiratory Pressure Decrement Trial After a Recruitment Maneuver Improves Oxygenation and Lung Mechanics During One-Lung Ventilation. Anesth Analg 2014;118:657–65

5. Villar J et. A high positive end-expiratory positive pressure, low tidal volume ventilatory strategy improve uotcome in persistent acute respiratory distress syndrome: A randomized, controlled trial. Crit Care Med 2006; 34:1311-1318.

6. Amato M. et al. Driving Pressure and Survival in the Acute Respiratory Distress Syndrome.N Engl J Med 2015;372:747-55.