Fisiología respiratoria: relación ventilación/perfusión / Respiratory fisiology: ventilation/perfusion relationship

Las alteraciones de la relación entre la ventilación y el flujo sanguíneo (V/Q) en diversas regiones del pulmón alteran el aporte de oxígeno (O2) y remoción del dióxido de carbono (CO2) al organismo. Fisiológicamente existen diferencias regionales en la relación V/Q. Determinadas patologías pueden alterar esta relación, produciendo tres escenarios distintos: Cortocircuito (Shunt), Alteración V/Q y aumento del espacio muerto. Para evaluar estos escenarios y realizar una aproximación diagnostica son de utilidad el estudio de los gases arteriales y venosos, la diferencia alveolo arterial y la respuesta al suministrar O2

Alterations in the ventilation perfusion relationship (V/Q) in various lung regions alter the supply of oxygen (O2) and the removal of carbon dioxide (CO2) in the body. Physiologically, there are regional differences in the V/Q ratio. Certain pathologies can alter this relationship, producing three different scenarios: Shunt, V/Q mismach and dead space increased. To evaluate these scenarios and carry out a diagnostic approach, it is useful to study arterial and venous gasometry, the alveolar arterial difference and the response to oxygen supplying.

Ponto ótimo cardiorrespiratório: uma variável submáxima do teste cardiopulmonar de exercício / Cardiorespiratory optimal point: a submaximal variable of the cardiopulmonary exercise testing

FUNDAMENTO: No Teste Cardiopulmonar de Exercício (TCPE) máximo são analisadas diversas variáveis ventilatórias, incluindo o equivalente ventilatório de oxigênio (VE/VO2). O valor mínimo do VE/VO2 reflete a melhor integração entre os sistemas respiratório e cardiovascular, podendo ser denominado Ponto Ótimo Cardiorrespiratório (POC). OBJETIVO: Determinar o comportamento do POC em função do gênero e da idade em adultos saudáveis e verificar a associação com outras variáveis do TCPE. MÉTODOS: De 2.237 indivíduos, foram selecionados 624 (62% homens e 48 ± 12 anos de idade), não atletas, saudáveis, submetidos ao TCPE máximo. O POC ou VE/VO2 mínimo foi obtido a partir da análise da ventilação e do consumo de oxigênio em cada minuto do TCPE. Foi verificada a relação entre idade e POC para os dois gêneros, assim como as associações com: VO2máx, VO2 no limiar anaeróbico (VO2LA), eficiência da inclinação de consumo de oxigênio (OUES) e com VE máxima. Comparou-se ainda a intensidade do esforço (MET) no POC, LA e VO2máx. RESULTADOS: O POC aumenta com a idade, sendo 23,2 ± 4,48 e 25,0 ± 5,14, respectivamente, em homens e mulheres (p < 0,001). Há associações moderadas e inversas com VO2máx (r = -0,47; p < 0,001), com VO2LA (r = -0,42; p < 0,001) e com o OUES (r = -0,34; p < 0,001). O POC ocorreu, em média, a (44% do VO2máx) e antes do LA (67% do VO2máx) (p < 0,001). CONCLUSÃO: POC, uma variável submáxima, aumenta com a idade e é discretamente mais alto em mulheres. Sendo modestamente associado a outras medidas ventilatórias, parece haver uma contribuição independente na interpretação da resposta cardiorrespiratória ao TCPE.

BACKGROUND: At the maximal Cardiopulmonary Exercise Testing (CPET), several ventilatory variables are analyzed, including the ventilatory equivalent for oxygen (VE/VO2). The minimum VE/VO2 value reflects the best integration between the respiratory and cardiovascular systems and may be called "Cardiorespiratory Optimal Point (COP)". OBJECTIVE: To determine the behavior of the COP according to gender and age in healthy adults and verify its association with other CPET variables. METHODS: Of 2,237 individuals, 624 were selected (62% men and 48 ± 12 years), non- athletes, healthy, who were submitted to maximal CPET. COP or minimum VE/VO2 was obtained from the analysis of ventilation and oxygen consumption in every minute of CPET. We investigated the association between age and COP for both genders, as well as associations with: VO2max, VO2 at anaerobic threshold (VO2AT), oxygen uptake efficiency slope (OUES) and with maximum VE. We also compared the intensity of exertion (MET) at the COP, AT and VO2max. RESULTS: COP increases with age, being 23.2 ± 4.48 and 25.0 ± 5.14, respectively, in men and women = (p < 0.001). There are moderate and inverse associations with VO2max (r = -0.47; p < 0.001), with VO2AT (r = -0.42; p < 0.001) and with OUES (r = -0.34; p < 0.001). COP occurred, on average, at 44% do VO2max and before AT (67% of VO2max) (p < 0.001). CONCLUSION: COP, a submaximal variable, increases with age and is slightly higher in women. Being modestly associated with other ventilation measures, there seems to be an independent contribution to the interpretation of the cardiorespiratory response to CPET.

Modelo experimental de perfusão pulmonar ex vivo em ratos: avaliação de desempenho de pulmões submetidos à administração de prostaciclina inalada versus parenteral / An experimental rat model of ex vivo lung perfusion for the assessment of lungs after prostacyclin administration: inhaled versus parenteral routes

OBJETIVO: Apresentar um modelo experimental de administração de prostaglandina I2 (PGI2) por via inalatória vs. parenteral e avaliar o desempenho funcional dos pulmões em um sistema de perfusão pulmonar ex vivo. MÉTODOS: Quarenta ratos Wistar foram anestesiados, ventilados, submetidos a laparotomia com ressecção do esterno e anticoagulados. O tronco da artéria pulmonar foi canulado. Todos os animais foram submetidos a ventilação mecânica. Os animais foram randomizados em quatro grupos (10 ratos/grupo): salina nebulizada (SN); salina parenteral (SP); PGI2 nebulizada (PGI2N); e PGI2 parenteral (PGI2P). A dose de PGI2 nos grupos PGI2N e PGI2P foi de 20 e 10 µg/kg, respectivamente. Os blocos cardiopulmonares foram submetidos in situ a perfusão anterógrada com solução de baixo potássio e dextrana a 4ºC via artéria pulmonar, extraídos em bloco e armazenados a 4ºC por 6 h. Os blocos foram ventilados e perfundidos em um sistema ex vivo por 50 min, sendo obtidas medidas de mecânica ventilatória, hemodinâmica e trocas gasosas. RESULTADOS: Houve redução da pressão arterial pulmonar média após a nebulização em todos os grupos (p < 0,001), sem diferença entre os grupos. Na perfusão ex vivo, a mecânica ventilatória não diferiu entre os grupos. Houve redução da capacidade relativa de oxigenação ao longo da perfusão nos grupos SN e SP (p = 0,04), e houve aumento significativo da pressão arterial pulmonar no grupo SN. CONCLUSÕES: O modelo experimental de administração de PGI2 na extração pulmonar é exequível e confiável. Na reperfusão, os resultados de hemodinâmica e de trocas gasosas demonstraram tendência a um melhor desempenho com o uso de PGI2 do que com solução salina.

OBJECTIVE:To present a model of prostaglandin I2 (PGI2) administration (inhaled vs. parenteral) and to assess the functional performance of the lungs in an ex vivo lung perfusion system. METHODS: Forty Wistar rats were anesthetized and placed on mechanical ventilation followed by median sterno-laparotomy and anticoagulation. The main pulmonary artery was cannulated. All animals were maintained on mechanical ventilation and were randomized into four groups (10 rats/group): inhaled saline (IS); parenteral saline (PS); inhaled PGI2 (IPGI2); and parenteral PGI2 (PPGI2). The dose of PGI2 used in the IPGI2 and PPGI2 groups was 20 and 10 µg/kg, respectively. The heart-lung blocks were submitted to antegrade perfusion with a low potassium and dextran solution via the pulmonary artery, followed by en bloc extraction and storage at 4ºC for 6 h. The heart-lung blocks were then ventilated and perfused in an ex vivo lung perfusion system for 50 min. Respiratory mechanics, hemodynamics, and gas exchange were assessed. RESULTS: Mean pulmonary artery pressure following nebulization decreased in all groups (p < 0.001), with no significant differences among the groups. During the ex vivo perfusion, respiratory mechanics did not differ among the groups, although relative oxygenation capacity decreased significantly in the IS and PS groups (p = 0.04), whereas mean pulmonary artery pressure increased significantly in the IS group. CONCLUSIONS: The experimental model of inhaled PGI2 administration during lung extraction is feasible and reliable. During reperfusion, hemodynamics and gas exchange trended toward better performance with the use of PGI2 than that with the use of saline.

Generación de imágenes planares a partir del estudio de SPECT pulmonar de ventilación y perfusión / Generation of planar images from a Lung ventilation/perfusion SPECT study

Dado que los estudios de pulmón utilizando la técnica de tomografía computada de emisión de fotón único (SPECT) han demostrado tener un mejor desempeño diagnóstico frente a la técnica planar para el diagnóstico de tromboembolismo pulmonar (TEP), existe un aumento de interés en la utilización de la primera metodología. Sin embargo, a menudo se requiere de cierto grado de entrenamiento por parte del médico nuclear para sentirse seguro al interpretar las imágenes tomográficas. El propósito de este trabajo fue aplicar un método para obtener imágenes planares a partir de los datos reconstruidos de SPECT, con el propósito de evitar la realización de ambos estudios lo que llevaría a tiempos de adquisición demasiados largos. Adicionalmente, se estaría contribuyendo con el período de entrenamiento necesario para el pasaje de una técnica a la otra. Fueron estudiados 50 pacientes referidos para diagnóstico de TEP a los cuales se les realizaron estudios de ventilación y de perfusión planares y SPECT. Las imágenes reconstruidas de SPECT fueron reproyectadas para obtener imágenes planares. La calidad de las imágenes así como el potencial diagnóstico de las mismas fue comparada con el protocolo planar convencional concluyéndose que las imágenes generadas brindan información clínica comparable a las verdaderas planares, teniendo además mejor relación señal:ruido.

Since lung studies using SPECT technique have shown better diagnostic performance compared to the planar technique for the evaluation of pulmonary embolism, there is an increasing interest in the use of this technology. However, there is more clinical experience in reporting planar images; hence some training is usually required in order to get confident in the interpretation of SPECT data. The aim of this study was to apply a method to obtain planar-like images from SPECT reconstructed data avoiding the extra time required for separate planar acquisition, which would drive to longer scan time. We studied 50 pts referred for the diagnosis of PE. Ventilation and perfusion scans were performed in planar and SPECT modalities. The reconstructed SPECT data was reprojected in order to obtain planar-like images. The image quality as well as the diagnostic potential was compared with the conventional planar protocol. It was concluded that the generated ‘planar-like’ images give clinical information equivalent to the true planar showing also better signal:noise properties. The method can facilitate with the necessary training needed to move from planar to SPECT techniques.

Estudio de las oscilaciones cardiogénicas en pacientes ventilados artificialmente / Study of cardiogenic oscillations in artificially ventilated patients

Antecedentes: Las oscilaciones cardiogénicas (OC) son perturbaciones en las señales de presión (OCpresión), flujo (OCflujo) y CO2(OCco2) de la vía aérea producidas por el latido cardíaco. Su análisis brinda información sobre la distribución de la ventilación y/o perfusión pulmonar de manera no invasiva. El estudio de las OC se limita a voluntarios y pacientes ventilando espontáneamente, mientras que en pacientes sometidos a ventilación mecánica el rol de las OC está subvalorado. Objetivos: Este trabajo analiza tres maniobras ventilatorias que tienen como objetivo resaltar las OCpresión, OCflujo y OCco2 para facilitar su estudio. Lugar de aplicación: Hospital de comunidad. Diseño: Estudio prospectivo observacional. Población: Se estudiaron 20 pacientes adultos sometidos a anestesia general con ventilación mecánica. Métodos: En cada paciente se realizaron tres maniobras ventilatorias: 1) test de respiración única (inspiración profunda + pausa inspiratoria + espiración lenta); 2) pausa inspiratoria (15 segundos) y espiratoria (15 segundos) y 3) desconexión entre tubo endotraqueal y el circular de anestesia (15 segundos). Resultados: Las tres maniobras propuestas mostraron las OC en la vía aérea. El test de respiración única presentó OCpresión de mayor amplitud (0.94 ± 0.08 cmH2O) comparada con las otras maniobras (vs pausas 0.78 ± 0.10 cmH2O y vs desconexión 0.21 ± 0.09 cmH2O; p < 0.05). Las OCflujo fueron más marcadas en la desconexión (5.09 ± 0.4 I/min) que en las pausas (2.18 ± 0.4 I/min; p < 0.05) y en el test de respiración única (1.75 ± 0.3 I/min; p < 0.05). No hubo diferencias significativas en la amplitud de las OCco2 entre las maniobras estudiadas. Conclusiones: Las tres maniobras estudiadas lograron resaltar las OC en las señales de presión, flujo y CO2 en pacientes ventilados artificialmente. La amplitud de las OC depende, en parte, del tipo de maniobra aplicada, por lo cual es necesario definir en los protocolos cuál maniobra será usada para posterio...

Presión de perfusión intraabdominal: nuevo coeficiente predictivo en cirugía / Intraabdominal perfusion pressure: a new predictive quotient in surgery

La presión intraabdominal es un parámetro más en el manejo de pacientes quirúrgicos graves y complejos. Se utiliza por los cirujanos que atienden urgencias desde la década de los 80. El diagnóstico de complicaciones intraabdominales postoperatorias mediante esta técnica ha cobrado seguidores en los terapistas por su elevada sensibilidad y especificidad. El síndrome compartimental abdominal ya no constituye un eslabón infranqueable y su morbimortalidad ha disminuido considerablemente con el uso de este proceder. La medición de la perfusión intraabdominal mediante un coeficiente matemático abre un camino más selectivo aún en estos enfermos. El objetivo de esta revisión es abundar en las posibilidades y realidades de este novedoso procedimiento

El dióxido de carbono durante la anestesia: fisiopatología y monitoreo / Carbon dioxide during anesthesia: physiopathology and monitoring

La comprensión de la cinética del dióxido de carbono, como la cuantificación de su presencia en los tejidos del organismo humano, hacen sospechar su repercusión en distintos aspectos de la fisiología. La aparición de la capnometría y posteriormente de la capnografía posibilitó que el anestesiólogo y el médico intensivista, gozaran de la obtención de datos en forma continua que traducen distintas variaciones de la fisiología cardiopulmonar, detección de desconexiones de los sistemas de ventilación, intubaciones endoesofágicas, dificultades en el metabolismo con alteraciones en la producción y eliminación del CO2, pronóstico de maniobras de resucitación cardiopulmonar, repercusión del CO2 exógeno (procedimientos videoscópicos), estimaciones del espacio muerto respiratorio, trastornos ventilatorios obstructivos y restrictivos. Todas éstas utilidades y otras que se pudieran inferir de la capnografía no desplazan al valor arterial del dióxido de carbono sino por el contrario, la diferencia arterio-alveolar de CO2 es un dato más que indica el estado en que se encuentra la distribución de los índices ventilación/perfusión de los pulmones, obteniendo a partir de allí elementos que conducirán a las decisiones para el manejo respiratorio correspondiente.

Predicción del CO2 arterial a partir del CO2 espirado en pacientes con probable alteración de la relación ventilación perfusión / Multivariable model to predict PaCO2 using PETCO2 and some patients variables

Objetivos: Evaluar la asociación entre edad, género, peso, estado físico ASA, enfermedad pulmonar o cardiovascular previa, otros antecedentes médicos, historia de tabaquismo, tipo de cirugía, función pulmonar preoperatoria, posición, volumen de líquidos administrados, transfusión sanguínea y temperatura, con la PaCO2; generar un modelo multivariado de predicción a partir de la PETCO2 y algunas variables del paciente. Métodos: Estudio de dos fases; 1. Búsqueda de la literatura, para identificar variables potencialmente predictoras y 2. Se obtuvieron 152 muestras de gases arteriales de pacientes mayores de 15 años, ambos géneros, durante cualquier cirugía exceptuando las cardiovasculares con circulación extracorpórea, bajo anestesia general. Se recolectó información sobre: edad, género, peso, estado físico ASA, enfermedad pulmonar o cardiovascular previa, otros antecedentes médicos, historia de tabaquismo, tipo de cirugía, función pulmonar preoperatoria, posición, volumen de líquidos administrados, transfusión sanguínea y temperatura y PETCO2, antes de tener los resultados de PaCO2, para generar el modelo multivariado de predicción. De 21 predictores clínicos evaluados en el análisis univariado inicial, solamente 9 se encontraron asociados estadísticamente con la PaCO2, a saber: PETCO2, cirugía ortopédica, peso, antecedente de enfermedad pulmonar, posición de Trendelemburg, otros antecedentes médicos, extabaquismo, transfusión y volumen de cristaloides. El modelo derivado en el análisis multivariado tuvo un R2 de 0.565 (p< 0.000). Solamente 9 variables clínicas estuvieron asociadas con variaciones en la PaCO2 durante cirugía, pero tienen en conjunto una pobre capacidad predictiva para PaCO2

Insuficiencia respiratoria aguda I / Acute respiratory failure I

La información que a continuación se presenta pretende reunir algunos conceptos básicos en relación a la insuficiencia respiratoria aguda en el niño, que sirvan de orientación general al enfoque clínico. Como objetivos específicos persigue entregar conceptos necesarios para reconocer la insuficiencia respiratoria aguda (IRA), fisiología básica, tratamiento y manejo inicial, laboratorio auxiliar mínimo y criterios de intubación y ventilación mecánica

Cintigrafía pulmonar ventilación-perfusión en enfermedad tromboembólica: presentación de 3 casos clínicos / Ventilation-perfusion pulmonary scintigraphy in thromboembolic disease: presentation of 3 clinical cases

Se presentan 3 casos clínicos de tromboembolismo pulmonar, estudiados con cintigrafía pulmonar ventilación-perfusión. Se comenta la utilidad, ventajas y limitaciones de dicha técnica en relación al diagnóstico y manejo de los pacientes con enfermedad tromboembólica pulmonar

Ventilación mecánica no invasiva intermitente: utilidad en el tratamiento de la insuficiencia cardíaca crónica avanzada / Non invasive intermittent mechanical ventilation: utility in the treatment of advanced chronic cardiac failure

The higher respiratory work and less inspiratory muscle strength of patients with cardiac failure may contribute to dicrease their functional capacity. To assess the effects of non invasive intermittent mechanical ventilation on clinical parameters, peropheral perfusion, cardiac and inspiratory muscle function. Patients with chronic cardiac failure, functional cpacity III-IV were subjected to 6 sessions of nasal non invasive intermittent ventilation during 4 hours or to simulated ventilation (controls). Fifteen ventilated patients and 6 controls completed the protocol. Ventilated patients improved the mahler transition score for dysnea by 4ñ1.6 points. They also improved their aerobic capacity, increasing the exercise duration from 10.9ñ4 to 12.7ñ5 min and their maximal oxygen consumption from 14.6ñ4 to 16.4ñ5.7 ml/kg/min. These patients also decreased their O2 and CO2 ventilatory equivalents. Maximal inspiratory pressure increased from 67.9ñ23.6 to 80.19ñ21.4 cm H2O, sustained maximal inspiratory pressure increased from 101.4ñ48 to 133ñ53 cm H2O and maximal endurance increased from 132ñ52 to 162ñ58 g in ventilated patients. None of these variables was modified in control patients. No changes were observed in renal function, blood volume, arterial gases, spirometry or plasma catecholamine levels in any group. Intermittent nasal ventilation or other measures to improve inspiratory muscle function may be beneficial for patients with severe cardiac failure

Efecto de la presión intra abdominal sobre la ventilación toraco-pulmonar en cirugía abdominal por laparoscopía / Effects of the intra-abdominal pressure on the toraco-pulmonar ventilation under abdominal laparoscopic surgery

Este reporte determina los efectos del aumento de la presión intra abdominal (PIA) sobre la mecánica de la ventilación en pacientes sometidos a cirugía laparoscópica. Se estudiaron 35 pacientes ASA 1, II ó III. Las variables hemodinámicas y respiratorias fueron medidas antes de la insuflación, después de la intubación, durante la insuflación y en desinsuflación. El ETCO2 (bióxido de carbono al final de espiración) y la presión de la vía aérea aumentaron significativamente (p<0.05). La compliance diámica y el volumen corriente disminuyeron significativamente (p<0.05). Este método no invasivo de monitorización permite reconocer los efectos respiratorios de la PIA, y asegura la entrega al paciente un flujo de gases y presión adecuados

Predicción del VEF1 postoperatorio en el paciente que va a ser sometido a resección pulmonar a través de estudio de perfusión pulmonar con radionúclidos

Se realizó un estudio descriptivo donde se analizaron 19 pacientes sometidos a resección pulmonar por patología pulmonar y a quienes se les practicó un estudio de perfusión pulmonar en Medicina Nuclear y se les calculó el VEF1 (volumen respiratorio forzado al primer segundo) con el que iban a quedar después de la cirugía. Se realizó un análisis de regresión lineal y se calculó el coeficiente R de correlacción entre el valor predicho por Medicina Nuclear y el valor real, tomando de la espitometría al mes de la cirugía; se encontró una R de 0.97 y una sensibilidad de 95 por ciento.

Insuficiência respiratória / Respiratory failure

A expressao "Insuficiência Respiratória" é utilizada para caracterizar condiçao clínica, na qual o aparelho respiratório é incapaz de elevar a níveis satisfatórios a oxigenaçao do sangue arterial associada (insuficiência ventilatória) ou nao à retençao de dióxido de carbono (insuficiência hipoxêmica). É freqüente estar associada à presença de doenças broncopulmonares e/ou cardíacas, ma também pode ocorrer na presença de pulmoes normais (doenças do sistema nervoso central, neuromusculares e da caixa torácica). Embora ocorram, as manifestaçoes clínicas da insuficiência respiratória sao inespecíficas e o diagnóstico depende da análise da gasometria arterial e do pH. Assim sendo, o conhecimento dos processos intrapulmonares envolvendo as trocas gasosas é essencial para o entendimento de sua fisiopatologia nas diferentes condiçoes clínicas que pode estar presente.