Nel
post precedente abbiamo lasciato in sospeso la domanda:
quali sono i
trattamenti più
efficaci nel
ridurre la
PEEP intrinseca e quali invece hanno probabilmente un effetto trascurabile?
La risposta a questa domanda è più facile se si conoscono le
cause che incidono
maggiormente, dal punto di vista
quantitativo, nella
formazione della
PEEP intrinseca. Sappiamo, ad esempio, che sia l'aumento del volume corrente che quello delle resistenze delle vie aeree possono contribuire alla formazione della PEEP intrinseca: ma quale di queste due cause aumenta di più la PEEP intrinseca? Se rispondessimo a questa domanda, potremmo capire se sarà più efficace la somministrazione di salbutamolo o la riduzione del volume corrente nel trattamento di un paziente con PEEP intrinseca.
Ventilab ha dato il suo originale contributo nel dare una risposta a questa domanda.
Circa un anno e mezzo fa avevo chiesto un aiuto alla tribù di
ventilab per condurre uno studio multicentrico su iperinflazione dinamica e flow limitation (vedi
post del 25/11/2012). Undici Terapie Intensive (dal Piemonte al Friuli, dalla Lombardia alla Campania) hanno aderito all'iniziativa, lo studio si è concluso e speriamo possa essere presto pubblicato: ovviamente agli amici di
ventilab spetta di diritto l'anteprima mondiale dei risultati più significativi di questo studio.
In questo studio, che si è svolto su 186 pazienti con PEEP intrinseca in ventilazione controllata, abbiamo analizzato le
relazioni quantitative tra la
PEEP intrinseca e le sue possibili
cause (cioè quei fattori noti per essere associati alla presenza di autoPEEP). Le analisi sono state due: 1) si è stimato
quanti cmH2O di
autoPEEP produce
ciascuna causa (indipendemente dalle altre); 2) abbiamo identificato quelle
cause che più spesso si
associano alla presenza di
valori elevati di PEEP intrinseca (almeno 5 cmH
2O).
Un risultato è stato chiaro e sorprendente:
volume corrente,
frequenza respiratoria,
volume/minuto e
tempo espiratorio non producono, di per sè,
quantità significative di
autoPEEP in assenza di altre concause. Questo significa che
in assenza di altri
fattori favorenti la formazione di
PEEP intrinseca, le
variazioni di
pattern respiratorio non influiscono significativamente sul
valore di
autoPEEP (perlomeno se si utilizzano le impostazioni di comune utilizzo clinico). La conseguenza pratica è che nei pazienti passivi "
smanettare"
sul ventilatore per ridurre l'autoPEEP
ha effetti limitati se non si va a curare ciò che sta alla radice del problema. Vediamo ora cosa sta alla radice del problema.
Il singolo
fattore quantitativamente più importante nella genesi della
PEEP intrinseca è la presenza di
flow limitation (vedi
post del 04/06/2012), che da sola spiega (in media) la presenza di oltre 2 cmH
2O di autoPEEP. Avere
flow limitation aumenta di
17 volte il
rischio (=odds ratio) di avere
elevati valori di PEEP intrinseca. Spesso è
difficile misurare correttamente la
PEEP intrinseca nei pazienti con
attività respiratoria spontanea (alcuni ventilatori non fanno le occlusioni in ventilazione assistita, altre volte l'occlusione di fine espirazione non genera un plateau), ma spesso anche in questi pazienti è
possibile valutare la
flow limitation con la
compressione manuale dell'addome. Quindi nella pratica non sempre possiamo sapere quanta PEEP intriseca ha un paziente, più spesso possiamo sapere se ha o meno flow limitation. Questo ci è sufficiente per
sospettare o meno
elevati valori di PEEP intrinseca: infatti in presenza di
flow limitation molto probabilmente avremo
PEEP intrinseca di
almeno 5 cmH2O. E di questo dato possiamo fare tesoro per decidere se ingaggiare una battaglia con l'iperinflazione dinamica oppure se considerarla solo un problema poco rilevante nella gestione del paziente.
Un'altra variabile importante sono le
resistenze dell'apparato respiratorio, che si associano a poco meno di
1 cmH2O di autoPEEP ogni
10 cmH2O.l-1.sec di resistenza. Nei nostri pazienti, che in media avevano 16 cmH
2O.l
-1.sec
di resistenza, questa poteva spiegare poco più di 1 cmH
2O di PEEP intrinseca. Una
resistenza superiore a
15 cmH2O.l-1.sec aumenta di
3 volte il
rischio di avere
elevati valori di autoPEEP.
Questi primi risultati ci dicono una cosa molto semplice: la
PEEP intrinseca si riduce più efficacemente con il salbutamolo che manipolando frequenza respiratoria e volume corrente. I broncodilatatori sono infatti particolarmente efficaci nel ridurre l'iperinflazione dinamica nei pazienti con flow limitation (1,2), così come sono capaci di ridurre le resistenze nei pazienti senza flow limitation.
Abbiamo già anticipato che la
durata (in secondi) del
tempo espiratorio non ha alcuna
relazione con il valore di
PEEP intrinseca. Il
tempo espiratorio diventa invece
importante quando
espresso, invece che in secondi, come
multiplo della costante di tempo dell'apparato respiratorio (vedi
post del 05/02/2014). Infatti
tanto più è piccolo il rapporto
tempo espiratorio/costante di tempo,
tanto più elevata è la
PEEP intrinseca. La riduzione di poco più di 1 unità di questo rapporto si associa ad un aumento della autoPEEP di circa 1 cmH
2O. Il
rapporto tempo espiratorio/costante di tempo ha un
fondamentale significato fisiologico. Infatti il volume V espirato al tempo t è descritto dalla seguente equazione: V(t)=V(i)
.e
-t/τ, dove V(i) è il volume iniziale e τ la costante di tempo (3,4). In altre parole il
rapporto tempo espiratorio/costante di tempo è
l'unico determinate del della
quantità di
volume espirato nell'espirazione fisiologica.
Mi rendo conto che l'argomento possa essere complesso, quindi cerchiamo di spiegarne il senso con un esempio. Ipotizziamo di avere due pazienti (Mario e Pippo), entrambi con un tempo espiratorio di 1.8 secondi: questo dato non ha un impatto rilevante sul loro valore di PEEP intrinseca. Aggiungiamo come dato la costante di tempo: Mario ha una costante di 0.9 secondi e Pippo invece di 1.8 secondi. Il rapporto tempo espiratorio/costante di tempo di Mario è 2 mentre quello di Pippo è 1. In questo modo vediamo una evidente differenza tra Mario e Pippo: Mario ha un tempo espiratorio più appropriato di Pippo e ci possiamo aspettare che abbia circa 1 cmH
2O in meno di autoPEEP solo per questo aspetto. Chi ha un
tempo espiratorio/costante di tempo inferiore a 1.85 (come Pippo) ha un
rischio circa
13 volte maggiore di avere una
PEEP intriseca elevata.
Cerchiamo di dare un
significato pratico a tutto questo. I pazienti con
elevata PEEP intrinseca di norma hanno
elevate resistenze e di conseguenza una
costante di tempo lunga. In questi pazienti
solo aumenti molto rilevanti del tempo espiratorio (=riduzione di frequenza ed I:E), dell'ordine della costante di tempo,
possono ridurre l'autoPEEP. In questo caso possono rientrare
ad esempio i pazienti con
crisi asmatica. Nei pazienti con
basse resistenze, e quindi
costante di tempo breve, la
PEEP intrinseca è di solito bassa e si può
ridurre anche con
piccole variazioni del tempo espiratorio. Il paziente tipico in questa condizione è quello senza malattie ostruttive che ha sviluppato
autoPEEP perchè ventilato con
frequenza e/o I:E elevati.
In conclusione, ecco i
punti fondamentali da ricordare:
- la
PEEP intrinseca spesso è un
problema rilevante se c'è flow limitation (impariamo a fare la manovra di compressione manuale dell'addome);
- utilizziamo i
broncodilatatori come strumento
principale per la
riduzione della PEEP intrinseca;
- l'
allungamento del
tempo espiratorio diventa
importante per
ridurre la
PEEP intrinseca solo nei pazienti gravemente
ostruttivi. In questi casi l'aumento del tempo espiratorio deve essere molto rilevante per essere efficace.
Come sempre, un sorriso a tutti gli amici di
ventilab.
Bibliografia.
1) Tantucci C et al. Effect of salbutamol on dynamic hyperinflation in chronic obstructive pulmonary disease patients. Eur Respir J 1998; 12:799-804
2) Boni E et al. Volume effect and exertional dyspnoea after bronchodilator in patients with COPD with and without expiratory flow limitation at rest. Thorax 2002; 57:528-532
3) Zin WA et al. Single-breath method for measurement of respiratory mechanics in anesthetized animals. J Appl Physiol 1982; 52:1266-1271
4) Mathematical functions relevant to respiratory physiology. In: Lumb AB. Nunn's applied respiratory physiology (7 th edition). Edinburgh, Churchill Livingstone Elsevier Ltd, 2010, pp 521-528
PS: Ciao Mario, buona fortuna!!!