Discussione
I polmoni reali reagiscono diversamente dal polmone artificiale. Il polmone artificiale era piccolo e ha una cedevolezza fissa. Tuttavia quando la pressione raggiunge i 20 cmH2O le reazioni dei diversi ventilatori non saranno diverse. La dimensione del sacco di respirazione del sistema manuale e la sua compliance sono più importanti. Si possono usare sacche di respirazione con dimensioni e conformità diverse. Johnstone(16) ha dichiarato nel 1973 che i sacchetti di respirazione possono agire come dispositivi di limitazione della pressione. L’American National Standard for Anesthetic equipment-Reservoir Bags ANSI Z79.4 del 1983 (17) afferma che ogni sacca con un volume superiore a 1,5 L non deve superare una pressione di 35 cmH2O quando espansa al doppio del suo volume, e a sei volte il suo volume la pressione non deve superare 60 cmH2O. Di conseguenza, negli Stati Uniti, vengono utilizzati sacchetti di respirazione molto conformi.
Il volutrauma è ancora possibile in polmoni molto conformi con una bassa resistenza delle vie aeree quando la pressione è continuamente superiore a 20 cmH2O. In Europa, dove non esiste uno standard per i sacchetti di riserva, la maggior parte degli anestesisti preferisce sacchetti di respirazione meno conformi, forniti dalla società del ventilatore o da terzi come quelli della C.H. Medical Ltd. Questi palloni europei senza lattice sono più conformi dei vecchi palloni di gomma nera, dove la pressione può salire facilmente sopra i 60 cmH2O. I palloni europei da 2 e 3 L non sono conformi ai requisiti ANSI. Al doppio del loro volume non gonfiato, il pallone da 2 L di C.H.Medical Ltd raggiunge una pressione di 46 cmH2O, mentre il pallone da 3 L raggiunge una pressione di 52 cmH2O, molto al di sopra del limite di 42 cmH2O.
Ogni anestesista è consapevole dei rischi di collegare un paziente a un ventilatore senza utilizzare la modalità di ventilazione appropriata. Quando scatta un allarme, l’anestesista può reagire per correggere il problema. Molti anestesisti usano le loro precauzioni di sicurezza per prevenire sia il volutrauma che il barotrauma. Alcuni anestesisti usano sempre un palloncino molto grande, mentre altri usano un palloncino con un foro che richiede l’occlusione della punta delle dita per aumentare la pressione, e quindi non creeranno mai aumenti di pressione incustoditi. I palloncini con un foro non sono più prodotti a causa dei problemi di collegamento di un sistema di lavaggio ad esso. Alcuni anestesisti non cambieranno mai personale durante l’induzione dell’anestesia e il posizionamento del paziente, preferendo avere la stessa persona che collega il paziente al ventilatore e che avvia il ventilatore. Le impostazioni corrette dell’allarme e dell’APL possono fornire avvertimenti più precoci ma non possono prevenire il volutrauma. Al di sotto dei 20 cm H20, la ventilazione manuale con maschera facciale è spesso insufficiente, e gli allarmi corretti si attivano continuamente durante la ventilazione con maschera facciale.
Solo la vigilanza continua, non solo un allarme corretto o un’impostazione APL, può prevenire il volutrauma. La vigilanza continua da parte di un anestesista a contatto diretto con il paziente è obbligatoria nella maggior parte dei paesi. Tuttavia, se possibile, dovrebbero essere prese precauzioni migliori.
Nel 2000, Weinger (18) ha suggerito l’uso di HFE per la progettazione e lo sviluppo di strumenti e dispositivi medici. Weinger affermava che molti anestesisti dimenticavano di coordinare le impostazioni del selettore manuale ‘bag/ventilatore’ e l’APL, che determina se un ventilatore meccanico è collegato al circuito di respirazione o se il medico deve continuare a ventilare manualmente il paziente. Di conseguenza, il paziente non riceverebbe alcun respiro e potrebbe avere un volutrauma dei suoi polmoni.
Si può discutere il limite artificiale di 20 cmH2O e 5 secondi come pericoloso. Non esiste una risposta chiara su una pressione e un tempo accettabili che non siano deleteri per i polmoni. Non esiste una pressione esatta sotto la quale non si verifichi alcun trauma polmonare. Il vecchio standard ANSI del 1983 prendeva 35 cmH2O a due volte il volume del pallone, permettendo pressioni ancora più alte a volumi maggiori. Il ventilatore è noto per essere potenzialmente pericoloso in molte circostanze, come menzionato da Kolobow (2) nel 2001. Il volutrauma, tuttavia, è oggi più importante del barotrauma. L’inflazione al di sopra della capacità polmonare totale è più pericolosa dell’inflazione ad alta pressione con un piccolo volume polmonare, come menzionato per la prima volta da Dreyfuss (19) nel 1992. Nei pazienti con sindrome da distress respiratorio dell’adulto o in quelli con un torace rigido o polmoni rigidi, pressioni prolungate di 20 cmH2O potrebbero non essere pericolose. La maggior parte dei polmoni sani hanno pressioni di picco durante la ventilazione molto al di sotto di 20 cmH2O, suggerendo che l’inflazione sopra i 20 cmH2O potrebbe iperinflazionare e danneggiare i polmoni. Se prendiamo in considerazione il rischio di biotrauma (4), allora ogni aumento di pressione durante la ventilazione può essere dannoso.
Nei bambini, è chiaro che le pressioni delle vie aeree o i volumi polmonari superiori ai normali valori fisiologici sono sempre dannosi per i polmoni. Un nuovo sistema di sicurezza non dovrebbe solo limitare l’aumento di pressione dopo un certo tempo, ma dovrebbe certamente limitare l’espansione di volume dei polmoni permettendo uno sgonfiamento totale. Il limite attuale proposto nei ventilatori di 75 cmH2O e nei respiratori americani di 35 cmH2O è troppo alto e certamente pericoloso in molti pazienti.
Z Fu e JB West hanno trovato in conigli anestetizzati che la permeabilità capillare aumentava significativamente a stati elevati di inflazione polmonare. Il numero di rotture endoteliali e dell’epitelio per millimetro di rivestimento cellulare è aumentato significativamente da 0,7 e 0,9 a 7,1 e 8,5 quando hanno aumentato il volume lungo aumentando la pressione transpolmonare da 5 a 20 cmH20 per la stessa pressione capillare transmurale. (20)
Più segnalazioni di barotraumi esistono nell’anestesia animale a causa della minore qualità delle attrezzature, del minore addestramento richiesto, delle minori restrizioni legali o delle conseguenze legali dei problemi di segnalazione. La riluttanza a pubblicare eventi avversi limita gli esempi umani. In Belgio, esistono due denunce chiuse di morte del paziente a causa del barotrauma del ventilatore.
Ci sono molti ventilatori che non sono valutati, anche se non esiste alcuna indicazione che la loro costruzione abbia un design più sicuro. Non c’era alcuna differenza nella sicurezza tra i ventilatori più vecchi e quelli più nuovi, a parte un miglioramento del design della manopola per passare da manuale ad automatico. Dal 1983, gli Stati Uniti hanno richiesto sacchi di respirazione più conformi, mentre il resto del mondo ha continuato ad utilizzare sacchi di respirazione con una conformità che varia tra quella americana e i vecchi palloni di gomma nera.
Nessun ventilatore studiato con il sacco di respirazione americano soddisfa le condizioni di sicurezza per quanto riguarda la pressione raggiunta e gli allarmi. Tutti, quindi, possono essere considerati a rischio o pericolosi. Se esistesse una valvola di sicurezza migliore, queste situazioni pericolose non potrebbero mai verificarsi. Una valvola di sicurezza con memoria potrebbe aprirsi ad una pressione inferiore a quella della valvola APL se la pressione pericolosa esiste più a lungo del tempo inspiratorio massimo possibile. La frequenza di ventilazione inferiore a 6 respiri al minuto e il peep superiore a 20 cmH2O sono raramente utilizzati. La ventilazione manuale con un pallone non può mai dare una pressione continuamente alta. Quando un sacchetto di respirazione è quasi vuoto, è necessario rilasciare la pressione per un breve periodo per riempire il sacchetto di respirazione.
Finiamo con il suggerimento che un tale dispositivo di sicurezza dovrebbe essere costruito e dovrebbe essere usato su ogni ventilatore. Questo sistema dovrebbe essere montato nel circuito di respirazione o nel circuito manuale che si collega al sacco di respirazione, ma preferibilmente vicino al paziente per proteggerlo in tutte le condizioni. Idealmente, deve funzionare in tutte le condizioni e posizioni, e non deve interferire con tutte le normali modalità di ventilazione manuale e automatica. Dovrebbe essere sempre attivo o dovrebbe accendersi e spegnersi automaticamente.
Studi futuri con un tale dispositivo potrebbero determinare se le restrizioni prolungate della pressione delle vie aeree sarebbero benefiche, ma tali studi sarebbero molto difficili da impostare. Gli studi sugli animali sarebbero estremamente utili, supponendo che la fisiologia polmonare sia comparabile. Un sistema che abbassi la pressione nel tempo e che permetta ancora la ventilazione manuale e meccanica sarebbe un miglioramento per tutti i ventilatori per anestesia.
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