Alveolar recruitment improves ventilatory efficiency of the lungs during anesthesia.

PURPOSE: The goal of this study was to analyze the effect of positive end-expiratory pressure (PEEP), with and without a lung recruitment maneuver, on dead space. METHODS: 16 anesthetized patients were sequentially studied in three steps: 1) without PEEP (ZEEP), 2) with 5 cm H(2)O of PEEP and 3) with 5 cm H(2)O of PEEP after an alveolar recruitment strategy (ARS). Ventilation was maintained constant. The single breath test of CO(2) (SBT-CO(2)), arterial oxygenation, end-expiratory lung volume (EELV) and respiratory compliance were recorded every 30 min. RESULTS: Physiological dead space to tidal volume decreased after ARS (0.45 +/- 0.01) compared with ZEEP (0.50 +/- 0.07, P < 0.05) and PEEP (0.51 +/- 0.06, P < 0.05). The elimination of CO(2) per breath increased during PEEP (25 +/- 3.3 mL.min(-1)) and ARS (27 +/- 3.2 mL.min(-1)) compared to ZEEP (23 +/- 2.6 mL.min(-1), P < 0.05), although ARS showed larger values than PEEP (P < 0.05). Pa-etCO(2) difference was lower after recruitment (0.9 +/- 0.5 kPa, P < 0.05) compared to ZEEP (1.1 +/- 0.5 kPa) and PEEP (1.2 +/- 0.5 kPa). Slope II increased after ARS (63 +/- 11%/L, P < 0.05) compared with ZEEP (46 +/- 7.7%/L) and PEEP (56 +/- 10%/L). Slope III decreased significantly after recruitment (0.13 +/- 0.07 1/L) compared with ZEEP (0.21 +/- 0.11 1/L) and PEEP (0.18 +/- 0.10 1/L). The angle between slope II and III decreased only after ARS. After lung recruitment, PaO(2), EELV, and compliance increased significantly compared with ZEEP and PEEP. CONCLUSION: Lung recruitment improved the efficiency of ventilation in anesthetized patients.

Efecto del reclutamiento pulmonar sobre la capnografía volumétrica después de la circulación extracorpórea / Effect of pulmonary recruitment on volumetric capnography after extracorporeal circulation

Antecedentes: El reclutamiento pulmonar modifica la morfología de la curva de capnografía volumétrica en pacientes anestesiados con pulmones sanos. Objetivo: La meta de esta presentación es evaluar este fenómeno en un modelo pulmonar con injuria pulmonar aguda (IPA). Lugar de aplicación: Hospital de Comunidad. Diseño: Estudio prospectivo, controlado, con pacientes distribuídos de manera aleatoria en dos grupos. Población: 22 pacientes sometidos a cirugía de revascularización coronaria bajo circulación extracorpórea distribuídos en un grupo control (n = 11) y un grupo con reclutamiento pulmonar (n = 11). Métodos: Se estudió la oxigenación y la capnografía volumétrica luego de la circulación extracorpórea, antes y después del cierre esternal. Los dos grupos recibieron la misma ventilación y nivel de PEEP (10 cmH2O). Al grupo con reclutamiento se le realizó una estrategia de reclutamiento alveolar con 45 cmH20 de presión pico y 20 cmH20 de PEEP durante 10 ciclos respiratorios, retornando a la ventilación basal luego del mismo. Resultados: La Pa02, un marcador del efecto del reclutamiento pulmonar, fue superior luego del reclutamiento pulmonar comparado con el grupo de pacientes sin reclutamiento (224 ± 34 mmHg vs 101 ± 22 mmHg, p < 0,001). La pendiente de fase II (PII) fue mayor después del reclutamiento (56 ± 8,6 por ciento/l) comparado con el grupo control (47,3 ± 7,1 por ciento/l, P < 0,05). La pendiente de fase III normalizada (PnIII) mostró un efecto opuesto a la PII, siendo menor después del reclutamiento (0,39 ± 0,029 1/l) comparado con el grupo control (0,77 ± 0,035 1/l, P < 0,05). Otras variables de la capnografía volumétrica relacionadas con la eficiencia ventilatoria como el área bajo la curva, Vol III/VT y Pa-etCO2 sólo mejoraron en el grupo tratado. Conclusión: La modificación en la morfología de la curva de la capnografía volumétrica con el reclutamiento pulmonar se relaciona con una ventilación alveolar e intercambio gaseoso más eficaz. (AU)

Efecto del reclutamiento pulmonar sobre la capnografía volumétrica después de la circulación extracorpórea / Effect of pulmonary recruitment on volumetric capnography after extracorporeal circulation

Antecedentes: El reclutamiento pulmonar modifica la morfología de la curva de capnografía volumétrica en pacientes anestesiados con pulmones sanos. Objetivo: La meta de esta presentación es evaluar este fenómeno en un modelo pulmonar con injuria pulmonar aguda (IPA). Lugar de aplicación: Hospital de Comunidad. Diseño: Estudio prospectivo, controlado, con pacientes distribuídos de manera aleatoria en dos grupos. Población: 22 pacientes sometidos a cirugía de revascularización coronaria bajo circulación extracorpórea distribuídos en un grupo control (n = 11) y un grupo con reclutamiento pulmonar (n = 11). Métodos: Se estudió la oxigenación y la capnografía volumétrica luego de la circulación extracorpórea, antes y después del cierre esternal. Los dos grupos recibieron la misma ventilación y nivel de PEEP (10 cmH2O). Al grupo con reclutamiento se le realizó una estrategia de reclutamiento alveolar con 45 cmH20 de presión pico y 20 cmH20 de PEEP durante 10 ciclos respiratorios, retornando a la ventilación basal luego del mismo. Resultados: La Pa02, un marcador del efecto del reclutamiento pulmonar, fue superior luego del reclutamiento pulmonar comparado con el grupo de pacientes sin reclutamiento (224 ± 34 mmHg vs 101 ± 22 mmHg, p < 0,001). La pendiente de fase II (PII) fue mayor después del reclutamiento (56 ± 8,6 por ciento/l) comparado con el grupo control (47,3 ± 7,1 por ciento/l, P < 0,05). La pendiente de fase III normalizada (PnIII) mostró un efecto opuesto a la PII, siendo menor después del reclutamiento (0,39 ± 0,029 1/l) comparado con el grupo control (0,77 ± 0,035 1/l, P < 0,05). Otras variables de la capnografía volumétrica relacionadas con la eficiencia ventilatoria como el área bajo la curva, Vol III/VT y Pa-etCO2 sólo mejoraron en el grupo tratado. Conclusión: La modificación en la morfología de la curva de la capnografía volumétrica con el reclutamiento pulmonar se relaciona con una ventilación alveolar e intercambio gaseoso más eficaz.

Evidencia pletismográfica del reclutamiento pulmonar / Plethysmographic evidence of lung recruitment

Introducción: la presión positiva al final de la espiración (PEEP) incrementa la capacidad residual funcional (CRF) en pacientes anestesiados, mientras que su efecto sobre la oxigenación es contradictorio. La estrategia de reclutamiento alveolar (ERA) demostró ser útil para normalizar la oxigenación y la mecánica respiratoria, aunque su efecto sobre la CRF no es conocido. Objetivo: evaluar el efecto de reclutamiento pulmonar sobre el volumen pulmonar medido con pletismografía. Lugar de aplicación: Hospital de la Comunidad (Mar del Plata). Diseño: estudio prospectivo. Población: se estudiaron 5 pacientes neuroquirúrgicos luego de una craneotomía. Métodos: se realizó una ERA aumentando y disminuyendo la presión inspiratoria pico (Pip) y la PEEP de modo secuencial en niveles de 25/0, 25/5, 30/10 y 40/15 cmH2O cada 8-10 ciclos respiratorios. La señal pletismográfica se registró continuamente y se midió el volumen pulmonar al fin de la espiración (VPFE), definido como la diferencia entre la línea de base entre un nivel de PEEP determinado y cero de PEEP. Se extrajo sangre arterial para su análisis gasométrico en el nivel de 25/5 cmH2O (antes y después de la ERA). Resultados: A niveles de presión 25/5 cmH2O, fue observado que en los 5 pacientes el VPFE y la PaO2 fueron superiores después de la ERA que antes de la misma. Conclusión: El efecto del reclutamiento pulmonar sobre la oxigenación y el volumen pulmonar fue superior al del mismo nivel de la PEEP sin reclutamiento. (AU)

Evidencia pletismográfica del reclutamiento pulmonar / Plethysmographic evidence of lung recruitment

Introducción: la presión positiva al final de la espiración (PEEP) incrementa la capacidad residual funcional (CRF) en pacientes anestesiados, mientras que su efecto sobre la oxigenación es contradictorio. La estrategia de reclutamiento alveolar (ERA) demostró ser útil para normalizar la oxigenación y la mecánica respiratoria, aunque su efecto sobre la CRF no es conocido. Objetivo: evaluar el efecto de reclutamiento pulmonar sobre el volumen pulmonar medido con pletismografía. Lugar de aplicación: Hospital de la Comunidad (Mar del Plata). Diseño: estudio prospectivo. Población: se estudiaron 5 pacientes neuroquirúrgicos luego de una craneotomía. Métodos: se realizó una ERA aumentando y disminuyendo la presión inspiratoria pico (Pip) y la PEEP de modo secuencial en niveles de 25/0, 25/5, 30/10 y 40/15 cmH2O cada 8-10 ciclos respiratorios. La señal pletismográfica se registró continuamente y se midió el volumen pulmonar al fin de la espiración (VPFE), definido como la diferencia entre la línea de base entre un nivel de PEEP determinado y cero de PEEP. Se extrajo sangre arterial para su análisis gasométrico en el nivel de 25/5 cmH2O (antes y después de la ERA). Resultados: A niveles de presión 25/5 cmH2O, fue observado que en los 5 pacientes el VPFE y la PaO2 fueron superiores después de la ERA que antes de la misma. Conclusión: El efecto del reclutamiento pulmonar sobre la oxigenación y el volumen pulmonar fue superior al del mismo nivel de la PEEP sin reclutamiento.

Effects of recruitment maneuver on atelectasis in anesthetized children.

BACKGROUND: General anesthesia is known to promote atelectasis formation. High inspiratory pressures are required to reexpand healthy but collapsed alveoli. However, in the absence of positive end-expiratory pressure (PEEP), reexpanded alveoli collapse again. Using magnetic resonance imaging, the impact of an alveolar recruitment strategy on the amount and distribution of atelectasis was tested. METHODS: The authors prospectively randomized 24 children who met American Society of Anesthesiologists physical status I or II criteria, were aged 6 months-6 yr, and were undergoing cranial magnetic resonance imaging into three groups. After anesthesia induction, in the alveolar recruitment strategy (ARS) group, an alveolar recruitment maneuver was performed by manually ventilating the lungs with a peak airway pressure of 40 cm H2O and a PEEP of 15 cm H2O for 10 breaths. PEEP was then reduced to and kept at 5 cm H2O. The continuous positive airway pressure (CPAP) group received 5 cm H2O of continuous positive airway pressure without recruitment. The zero end-expiratory pressure (ZEEP) group received neither PEEP nor the recruitment maneuver. All patients breathed spontaneously during the procedure. After cranial magnetic resonance imaging, thoracic magnetic resonance imaging was performed. RESULTS: The atelectatic volume (median, first and third standard quartiles) detected in the ZEEP group was 1.25 (0.75-4.56) cm3 in the right lung and 4.25 (3.2-13.9) cm3 in the left lung. The CPAP group had 9.5 (3.1-23.7) cm3 of collapsed lung tissue in the right lung and 8.8 (5.3-28.5) cm3 in the left lung. Only one patient in the ARS group presented an atelectasis of less than 2 cm3. An uneven distribution of the atelectasis was observed within each lung and between the right and left lungs, with a clear predominance of the left basal paradiaphragmatic regions. CONCLUSION: Frequency of atelectasis was much less following the alveolar recruitment strategy, compared with children who did not have the maneuver performed. The mere application of 5 cm H2O of CPAP without a prior recruitment did not show the same treatment effect and showed no difference compared to the control group without PEEP.

Alveolar recruitment strategy increases arterial oxygenation during one-lung ventilation.

BACKGROUND: Deterioration of gas exchange during one lung ventilation (OLV) is caused by both total collapse of the nondependent lung and partial collapse of the dependent lung. A previous report demonstrated that an alveolar recruitment strategy (ARS) improves lung function during general anesthesia in supine patients. The objective of this article was to study the impact of this ARS on arterial oxygenation in patients undergoing OLV for lobectomies. METHODS: Ten patients undergoing open lobectomies were studied at three time points: (1) during two-lung ventilation (TLV), (2) during OLV before, and (3) after ARS. The ARS maneuver was done by increasing peak inspiratory pressure to 40 cm H2O, together with a positive end-expiratory pressure (PEEP) of 20 cm H2O for 10 respiratory cycles. After the maneuver, ventilation parameters were returned to the settings before intervention. RESULTS: During OLV, PaO2 was statistically lower before the recruitment (data as median, first, and third quartile, 217 [range 134 to 325] mm Hg) compared with OLV afterwards (470 [range 396 to 525] mm Hg) and with TLV (515 [range 442 to 532] mm Hg). After ARS, PaO2 values during OLV were similar to those during TLV. During OLV, the degree of pulmonary collapse in the nondependent lung, the hemodynamic status, and the ventilation parameters were similar before and after ARS. CONCLUSIONS: Alveolar recruitment of the dependent lung augments PaO2 values during one-lung ventilation.

Evaluación de diferentes niveles de presión pico en la vía aérea sobre una estrategia de reclutamiento alveolar / Evaluation of the different levels of peak preassure in the airway on an alveolar recruitment strategy

Antecedentes: La presencia de zonas pulmonares hipoventiladas y colapsadas durante la anestesia general es consecuencia de una disminución en la capacidad residual funcional, siendo aquellas responsables de un aumento en la admisión venosa. La "estrategia de reclutamiento alveolar" ha demostrado ser efectiva para revertir estos efectos negativos de la anestesia sobre la función pulmonar, mejorando la oxigenación arterial. La presión inspiratoria pico en la vía aérea necesaria para reclutar acinos pulmonares colapsados es variable para cada paciente (de alrededor de los 40 cmH20 en un pulmón sano). Objetivo: La meta de este estudio fue evaluar tres niveles diferentes de presión inspiratoria pico en la estrategia de reclutamiento alveolar para encontrar la presión de apertura pulmonar óptima. La edad media y DS de los pacientes fue de 70 ñ 7,3 años. Lugar de aplicación: Hospital Privado de Comunidad, Mar del Plata, Argentina, febrero-mayo de 1997. Diseño: Estudio clínico prospectivo. Población: Se estudiaron prospectivamente 24 pacientes distribuidos de manera aleatoria en tres grupos con 35, 40 y 45 cmH20 de presión inspiratoria pico durante la estrategia ventilatoria. Métodos: Se evaluó la oxigenación y la mecánica respiratoria antes y después de aplicar la estrategia de reclutamiento alveolar. Resultados: Existió una mejoría en la mecánica respiratoria, con una normalización de la oxigenación arterial en los tres grupos después del reclutamiento. Sin embargo, los valores de Pa02/FI02 fueron estadísticamente superiores en el grupo-40 (500 ñ 126), comparado con el grupo-35 (401 ñ 95, p< 0.05) y el grupo-45 (379 ñ 88, p< 0.02), sin que hubiera diferencias en la mecánica respiratoria. Conclusiones: 40 cmH20 de presión inspiratoria pico durante la estrategia de reclutamiento demostró ser superior a las otras presiones sobre la función pulmonar. (AU)

Evaluación de diferentes niveles de presión pico en la vía aérea sobre una estrategia de reclutamiento alveolar / Evaluation of the different levels of peak preassure in the airway on an alveolar recruitment strategy

Antecedentes: La presencia de zonas pulmonares hipoventiladas y colapsadas durante la anestesia general es consecuencia de una disminución en la capacidad residual funcional, siendo aquellas responsables de un aumento en la admisión venosa. La "estrategia de reclutamiento alveolar" ha demostrado ser efectiva para revertir estos efectos negativos de la anestesia sobre la función pulmonar, mejorando la oxigenación arterial. La presión inspiratoria pico en la vía aérea necesaria para reclutar acinos pulmonares colapsados es variable para cada paciente (de alrededor de los 40 cmH20 en un pulmón sano). Objetivo: La meta de este estudio fue evaluar tres niveles diferentes de presión inspiratoria pico en la estrategia de reclutamiento alveolar para encontrar la presión de apertura pulmonar óptima. La edad media y DS de los pacientes fue de 70 ñ 7,3 años. Lugar de aplicación: Hospital Privado de Comunidad, Mar del Plata, Argentina, febrero-mayo de 1997. Diseño: Estudio clínico prospectivo. Población: Se estudiaron prospectivamente 24 pacientes distribuidos de manera aleatoria en tres grupos con 35, 40 y 45 cmH20 de presión inspiratoria pico durante la estrategia ventilatoria. Métodos: Se evaluó la oxigenación y la mecánica respiratoria antes y después de aplicar la estrategia de reclutamiento alveolar. Resultados: Existió una mejoría en la mecánica respiratoria, con una normalización de la oxigenación arterial en los tres grupos después del reclutamiento. Sin embargo, los valores de Pa02/FI02 fueron estadísticamente superiores en el grupo-40 (500 ñ 126), comparado con el grupo-35 (401 ñ 95, p< 0.05) y el grupo-45 (379 ñ 88, p< 0.02), sin que hubiera diferencias en la mecánica respiratoria. Conclusiones: 40 cmH20 de presión inspiratoria pico durante la estrategia de reclutamiento demostró ser superior a las otras presiones sobre la función pulmonar.