Eficacia y seguridad de un protocolo de reclutamiento pulmonar en niños con lesión pulmonar aguda (Recruitment)

I. Introducción A. Antecedentes Las unidades de pulmón que participan en el intercambio de gases se conocen como pulmón "reclutado". Los pacientes con lesión pulmonar sufren de una proporción de unidades que no participan en el intercambio de gases (es decir, el estado desreclutado), lo que a veces da como resultado un intercambio de gases deteriorado. El desreclutamiento de los alvéolos también puede causar un cortocircuito intrapulmonar y empeorar la lesión pulmonar por atelectotrauma7. Los resultados en el síndrome de dificultad respiratoria aguda han mejorado significativamente. ¿Es esto realmente cierto? desde que los médicos han comenzado a emplear estrategias de protección pulmonar, incluida la ventilación con volumen tidal bajo y la hipercapnea permisiva8, 9. Sin embargo, se ha reconocido que la ventilación con volumen corriente bajo reduce el volumen pulmonar reclutado, un fenómeno que persiste a pesar de la estrategia agresiva de presión positiva al final de la espiración (PEEP) empleada en los estudios ARDSNet4. La atelectasia asociada con la ventilación con volumen tidal bajo se alivia mediante el uso de las llamadas respiraciones de signos o respiraciones de reclutamiento10. Además, la proporción de pulmón que permanece en el estado de retiro puede contribuir a la morbilidad y mortalidad asociadas con el síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA)11. En adultos, se han utilizado varias estrategias para reclutar el pulmón: la inflación sostenida (SI) y la estrategia de reclutamiento máximo. El llamado enfoque de pulmón abierto (OLA) incluye un SI seguido del ajuste de PEEP al punto de inflexión inferior medido de la curva PV. Un enfoque alternativo para establecer la PEEP es una titulación decreciente de la PEEP, que incluye la reducción secuencial de la PEEP hasta que se produce una disminución predeterminada en la PaO2 o la SaO2. Se han estudiado todos los estudios que no han incluido una estrategia para mantener el reclutamiento pulmonar después de una maniobra de reclutamiento.

El impacto del reclutamiento pulmonar en el curso a largo plazo del SDRA aún no está claro. Está claro que el reclutamiento pulmonar es más efectivo al principio del curso de ALI/ARDS. Grasso et al demostraron que los pacientes que recibieron una maniobra de reclutamiento el día 1±0,3 de SDRA podían ser reclutados, frente a los pacientes reclutados el día 7±1. De manera similar, Gattinoni et al11 y Crotti et al5 encontraron un reclutamiento limitado en pacientes que estaban bien avanzados en el curso del SDRA. Borges et al,6 Tugrul et al,12 y Girgis et al reclutaron pacientes temprano en el curso del ARDS, y cada uno encontró un marcado reclutamiento pulmonar, en promedio, en todos los pacientes estudiados. Cada uno de estos estudiados demostró la capacidad de mejorar las saturaciones de oxígeno y (a veces estudiado) el volumen pulmonar al final de la espiración. Si bien ningún estudio ha examinado el efecto de este cambio sobre la morbilidad o la mortalidad, en los niños se sabe que la hipoxemia es una causa común de morbilidad. Es importante destacar que en los niños, el tratamiento de la hipoxia a menudo conduce a escalar los ajustes del ventilador, el uso de ventilación oscilatoria de alta frecuencia (HFOV) o el uso de oxigenación por membrana extracorpórea (ECMO). El reclutamiento temprano en niños con ALI/ARDS puede evitar la necesidad de escalar la atención hacia estas terapias más invasivas y que imponen riesgos.

Actualmente, no existen pautas de práctica clínica o estándar de atención con respecto a las estrategias de reclutamiento pulmonar para niños con lesión pulmonar. Hasta la fecha, no se han realizado estudios en niños que documenten la eficacia o seguridad de cualquiera de las estrategias utilizadas en cuidados intensivos. El objetivo principal de este estudio es demostrar la eficacia y seguridad de las maniobras de inflado sostenido y reclutamiento máximo en niños con lesión pulmonar.

B. Maniobras de reclutamiento pulmonar

1. Inflaciones sostenidas (SI) Las inflaciones sostenidas (SI) se utilizan comúnmente en la unidad de cuidados intensivos como maniobra de reclutamiento. En SI, el paciente recibe una respiración prolongada con presión positiva (generalmente entre 30 y 45 cm H2O) que dura entre 15 y 40 segundos. Clínicamente, esta maniobra se aplica tras un desreclutamiento, como la aspiración, o cuando el paciente presenta hipoxemia. Esta estrategia se emplea actualmente en la Unidad de Cuidados Intensivos Médico-Quirúrgicos del Children's Hospital Boston en algunos pacientes con lesión pulmonar, aunque no hay evidencia publicada de su seguridad o eficacia en niños. ¿Podríamos poner los 3 estudios SI en prematuros que utilizan 20-40 cmH20 seguidos de CPAP? 1 fue un estudio con conejos. Los estudios descritos a continuación se refieren a maniobras de reclutamiento de inflación sostenida.

   1. Tugrul, et al12 estudiaron el efecto de SI en 24 adultos con ARDS. SI incluyó 45 cm H2O durante 30 segundos, seguido de una titulación decreciente de PEEP de 20 cm H2O hacia abajo, titulando hasta saturaciones. La relación P/F aumentó >200 en 11/24 pacientes, que persistió a las 6 horas posteriores a la maniobra en 9/24 pacientes. No se observó barotrauma en ningún paciente.
   2. Richard, et al estudiaron4 el efecto de SI (45 cm H2O durante 15 segundos) en 10 adultos con SDRA ventilados con una estrategia de volumen tidal bajo. La maniobra indujo un aumento significativo de los volúmenes pulmonares reclutados (175±108 ml antes de la maniobra frente a 254±137 ml después de la maniobra). Esta mejoría se asoció con un aumento de las saturaciones arteriales de oxígeno. No hubo reporte de sustentabilidad del reclutamiento, ni de efectos adversos.
   3. Lapinski, et al13 estudiaron la seguridad y eficacia de la maniobra SI en 14 adultos con SDRA. La presión utilizada en la maniobra fue la menor de 45 cm H2O o la presión meseta utilizada en respiraciones con un volumen tidal de 12 ml/kg; la maniobra se mantuvo durante 20 segundos. Las saturaciones de oxígeno aumentaron de 86,9 ± 5,5 a 94,3 ± 2,3 % a los 10 minutos, que se mantuvo a las 4 horas en 10/14 pacientes. Los cuatro en los que cayeron las saturaciones tenían niveles de PEEP por debajo de 10 cm H2O. La presión arterial sistólica disminuyó durante la inflación de 20 segundos en algunos pacientes, un cambio medio de 6,9 ​​mm Hg, que se revirtió rápidamente después de la liberación de la maniobra en todos los pacientes. No se observó barotrauma en ningún paciente a las 24 horas de seguimiento.
   4. Pelosi, et al10 estudiaron el efecto de tres "suspiros" consecutivos (uno con una presión meseta de 45 cm H2O pero de duración normal) en 10 adultos con SDRA. Después de 1 hora de 3 suspiros por minuto, el volumen pulmonar al final de la espiración (medido por dilución de He) aumentó de 1,49±0,58 a 1,91±0,67 L, y un aumento de la PaO2 de 92,8±18,6 a 137,6±23,9 mm Hg, en comparación con la misma configuración del ventilador sin suspiros. La elastancia pulmonar y la ventilación también aumentaron. No se observaron efectos adversos.
   5. Toth, et al estudiaron los cambios cardíacos y respiratorios que ocurren en SI (40 cm H2O durante 40 segundos) en 18 adultos con ARDS. La PaO2 aumentó desde la maniobra previa al reclutamiento hasta después del período de seguimiento de 60 minutos (203±108 vs. 322±101 mm Hg, p < 0,001). El índice cardíaco (IC) y el volumen sanguíneo intratorácico (ITBV) disminuyeron tras la maniobra de reclutamiento (IC, 3,90±1,04 vs 3,62±0,91 l/min/m2, p < 0,05; ITBVI, 832±205 vs. 795±188 mL/m2, p < 0,05). No hubo correlación con el IC y la presión arterial media, y no ocurrieron cambios significativos en la presión arterial media.
   6. En quizás el estudio más grande de insuflaciones sostenidas en la era de la ventilación protectora, Meade, et al14 estudiaron a 983 adultos con ARDS utilizando estrategias de protección pulmonar (volúmenes corrientes de 6 ml/kg) en ambos grupos. El grupo experimental utilizó maniobras de reclutamiento SI (40 cm H2O durante 40 segundos), niveles más altos de PEEP (14,6 ± 3,4 en el llamado grupo de "ventilación con pulmón abierto" frente a 9,8 ± 2,7 en el grupo de control) y presiones de meseta más altas ( 30,2±6,3 frente a 24,9±5,1 cm H2O) que el grupo control, que no utilizó maniobras de reclutamiento. Si bien no hubo diferencia en la mortalidad por todas las causas, el grupo experimental tuvo tasas más bajas de hipoxemia refractaria (4,6 % frente a 10,2 %; RR, 0,54), muerte con hipoxemia refractaria (4,2 % frente a 8,9 %; RR, 0,56) y menos uso frecuente de terapias escaladas (definidas como ventilación de alta frecuencia, óxido nítrico inhalado, ventilación a chorro o soporte extracorpóreo) (5,1 % frente a 9,3 %; RR, 0,6). Esto da credibilidad a la noción de que el reclutamiento efectivo de niños en una etapa temprana de la lesión pulmonar aguda puede evitar la intensificación de la terapia y disminuir la mortalidad debida a la hipoxia grave.

2. Maniobra de reclutamiento de ventilación con control de presión (PCV) A diferencia de una SI, la ventilación de pacientes con presiones de meseta aumentadas y niveles de PEEP aumentados también se ha utilizado como maniobra de reclutamiento. En este caso, el paciente se coloca temporalmente en presiones de ventilador más altas que las que se utilizarían para ventilar a un paciente de otra manera. Una combinación de PEEP y presiones de meseta ayuda a reclutar alvéolos atelectásicos. La ventilación con control de presión es el modo de elección en estos pacientes porque en ella se establece la presión de meseta y, por lo tanto, se mantiene constante (en contraste con la ventilación con control de volumen). Por lo tanto, se administra una presión de meseta conocida (que participa en el reclutamiento pulmonar). Los siguientes son los estudios más destacados que utilizan una maniobra de reclutamiento de PCV. ? ¿"Maniobra TLC" de Athanasios en niños anestesiados? Pequeño estudio que trata la atelectisis intraoperatoria.

   1. Borges, Amato, et al6 han realizado el estudio más convincente y completo de la maniobra de reclutamiento máximo hasta la fecha. En él, estudiaron a 26 adultos en etapas tempranas del curso de ARDS comparando el enfoque de pulmón abierto (que incluye SI de 40 cm H2O durante 40 segundos, seguido de PEEP establecido en Pflex + 2 cm H2O, descrito a continuación) con la estrategia de reclutamiento máximo, realizada en secuencia. El reclutamiento máximo se definió como una PaO2 más PaCO2 superior a 400 mm Hg, indicativo de un cortocircuito intrapulmonar mínimo. La estrategia incluyó ventilación controlada por presión de 15 cm H2O, con PEEP aumentada en incrementos de 5 cm H2O cada 5 minutos (PEEP máxima de 45 cm H2O) hasta que se logró el reclutamiento máximo. El reclutamiento máximo se logró en 24/26 pacientes, dos tercios de los cuales se lograron con una PEEP de 30 cm H2O. Utilizando una titulación de PEEP para mantener el reclutamiento pulmonar (ver más abajo), la PaO2 se mantuvo por encima de 400 (pulmones completamente reclutados) en todos los pacientes a las 6 horas. El procedimiento fue tolerado hemodinámicamente en todos los pacientes y la incidencia a largo plazo de barotrauma en los pacientes del estudio (7,7%) fue menor que la incidencia reconocida en los estudios ARDSNet (10-11%)8.
   2. Crotti, et al5 estudiaron cinco adultos con ALI/ARDS con diferentes presiones de plauteau (10, 15, 20, 30, 35, 40, 45 cm H2O) y niveles de PEEP (5, 10, 15, 20 cm H2O). Se obtuvieron imágenes de TC torácica al final de la inspiración y al final de la espiración con cada combinación de presión meseta y PEEP. El porcentaje de pulmón reclutado (determinado radiográficamente) aumentó de forma casi lineal con el aumento de las presiones de meseta (Figura 1). La frecuencia máxima de apertura se produjo a 20 cm H2O, lo que sugiere que las presiones de meseta superiores a 20 cm H2O serían más beneficiosas para el reclutamiento pulmonar. No se estudiaron medidas de intercambio de gases o eventos adversos.
   3. Foti, et al15 compararon los cambios en la oxigenación y los volúmenes pulmonares al final de la espiración a niveles crecientes de PEEP con ventilación controlada por volumen superpuesta versus una maniobra de inflación sostenida en 15 adultos con ARDS. Aunque el reclutamiento fue variable (debido al uso de VCV, por lo tanto presiones de meseta variables), encontró que el aumento máximo en la oxigenación se producía a niveles sostenidos altos de PEEP (promedio de 16 cm H2O durante 30 minutos) en comparación con maniobras de reclutamiento de 30 segundos y niveles bajos de oxigenación. PEEP (media de 9 cm H2O). El protocolo PEEP/meseta no se asoció con alteraciones hemodinámicas, al igual que la maniobra de insuflación sostenida.
   4. Villagra, et al, estudiaron una maniobra de reclutamiento utilizando 2 minutos de ventilación con ventilación controlada por presión (PCV) en 18 adultos con ARDS temprano. Para la RM, la PEEP se estableció 3 cm H2O por encima del punto de inflexión superior de la curva PV y las presiones máximas se establecieron en 50. Es importante destacar que las presiones máximas de RM no difirieron significativamente de la ventilación inicial (43,6 ± 7,6 antes de la RM, 47 ± 4,5 durante la RM y 42,8 ± 7,1 cm H2O después de la RM), aunque sí lo hizo la PEEP (14 ± 1,3 pre-RM frente a 30±4,9 cm H2O). Los investigadores no encontraron una diferencia significativa en la PaO2 después de la maniobra de reclutamiento (127±63 antes de la RM, 162±108 durante y 149±85 cm H2O después de la RM). Este hallazgo implica varios hallazgos importantes con respecto al reclutamiento pulmonar. Primero, la presión máxima representa un determinante significativo en el reclutamiento pulmonar. Por el contrario, Borges, et al pudieron reclutar completamente a los 18 pacientes con SDRA utilizando presiones de conducción que diferían significativamente de antes de la RM en la fase de reclutamiento máximo (50-60 cm H2O durante el reclutamiento frente a 30 cm H2O al inicio del estudio). Además, la maniobra de reclutamiento utilizada aquí fue de solo 2 minutos, frente a la titulación incremental utilizada por Borges, que duró 4 minutos en cada fase. Si bien no se estudió sistemáticamente, la falta de una mejora significativa en la PaO2 posterior a la RM encontrada en este estudio sugiere que el reclutamiento utilizando PCV puede ser una función del tiempo y las presiones máximas utilizadas en la RM.
   5. Medoff,3 et al presentaron un único paciente con hipoxemia refractaria. El manejo incluyó inflaciones sostenidas repetidas con PEEP establecida justo por encima de Pflex en función de la curva PV. Se realizó una maniobra de reclutamiento que incluyó 20 cm H2O de PEEP y 40 cm H2O de presión de distensión durante 2 minutos. El paciente exhibió una marcada mejoría en la oxigenación y reclutamiento casi completo del pulmón por tomografía computarizada (ver Figura 2).
   6. Si bien todos los estudios antes mencionados lograron un reclutamiento exitoso, Gattinoni, et al11 estudiaron a 68 adultos con ARDS tardío (5 ± 6 días de ventilación en el momento de la inscripción) que no lograron reclutar con éxito. Las maniobras de reclutamiento incluyeron ventilación controlada por presión con presión máxima de 45 cm H2O, PEEP de 5 cm H2O y frecuencia respiratoria de 10. Posteriormente se aplicaron los niveles de PEEP en orden aleatorio, entre 5 y 15 cm H2O. Descubrió que los pacientes del estudio tenían solo un 13 ± 11 % de pulmón reclutable mediante tomografía computarizada. Entre todos los pacientes, encontró que el 24 % del tejido pulmonar no era reclutable, incluso a presiones en las vías respiratorias de 45 cm H2O. No se midieron marcadores de intercambio gaseoso.

Es importante señalar tres aspectos de este estudio que probablemente son responsables del porcentaje excesivamente alto de pulmón no reclutable, en contraste con la estrategia de reclutamiento altamente exitosa descrita por Borges, et al. En primer lugar, Borges estudió a los pacientes en las primeras etapas del curso del SDRA (mediana, 2 días), mientras que Gattinoni estudió el SDRA tardío. En segundo lugar, Borges utilizó presiones máximas de hasta 60 cm H2O, mientras que Gattinoni utilizó presiones de hasta 45 cm H2O. Finalmente, Gattinoni no practicó una titulación de PEEP, sino que la redujo a 5 cm H2O luego de las maniobras de reclutamiento. Por lo tanto, el estudio de Gattinoni destaca la importancia de presiones máximas altas en el reclutamiento pulmonar, del reclutamiento temprano en ARDS y de una titulación decreciente de PEEP para mantener el reclutamiento pulmonar.

C. Estrategias para mantener el reclutamiento Se sabe que la aplicación de presión positiva al final de la espiración evita las tensiones repetitivas de reclutamiento-desreclutamiento en el tejido pulmonar. En un modelo animal de lesión pulmonar aguda, Farias mostró que la evidencia histológica y bioquímica de atelectotrauma se evita cuando se aplica PEEP después del reclutamiento pulmonar7. Las dos estrategias principales para prevenir la pérdida de reclutamiento después de una maniobra de reclutamiento incluyen el enfoque de pulmón abierto y la titulación decreciente de PEEP.

1. Método de pulmón abierto En el método de pulmón abierto, la PEEP se establece justo por encima del punto de inflexión inferior (también conocido como Pflex) de la curva de presión-volumen del paciente. En teoría, esto evita que la PEEP disminuya por debajo de la zona de subdistensión.

   1. En una segunda parte del estudio mencionado anteriormente, Richard, et al4 también estudiaron el efecto de aumentar la PEEP en relación con la LIP medida (LIP + 4 cm H2O, sin SI) en comparación con la PEEP establecida en el punto de inflexión más bajo después de la SI. En 10 adultos ventilados con ventilación de volumen tidal bajo, los volúmenes pulmonares medidos fueron 175±108 en PEEPLIP versus 332±91 ml en PEEPLIP+4. Este aumento fue aún más notable en pacientes ventilados con volúmenes tidales altos (10 ml/kg), lo que demuestra el papel de las presiones meseta (además de la PEEP) en el reclutamiento alveolar (ver Figura 3).
   2. Amato, et al16 estudiaron los efectos de una 'estrategia de ventilación protectora' en 53 pacientes con ARDS. El grupo de ventilación protectora recibió maniobras de reclutamiento mediante insuflación sostenida (35-40 cm H2O durante 40 segundos) seguido de PEEP establecida en LIP + 2 cm H2O. El grupo control recibió una PEEP titulada a saturaciones, sin maniobras de reclutamiento. El grupo de ventilación protectora tuvo una disminución dramática en la mortalidad por todas las causas a los 28 días (38 % frente a 71 %, p<0,001). Sin embargo, el grupo de control también recibió ventilación con un volumen tidal alto (12 ml/kg), que luego se demostró que es un factor determinante significativo en la mortalidad por SDRA.8 Por lo tanto, es difícil concluir la contribución de la RM y el abordaje a pulmón abierto a la mejora de la mortalidad de este estudio, si es que existe alguna.

2. Titulación de PEEP decreciente En una titulación de PEEP decreciente, después de una maniobra de reclutamiento, la PEEP se establece en un nivel alto, a menudo entre 20 y 26 cm H2O. La PEEP se reduce progresivamente y los marcadores de inflación pulmonar (p. el intercambio de gases o el volumen pulmonar medido). Cuando se presenta evidencia de atelectasia, la PEEP se mantiene en este nivel o justo por encima de este, a menudo denominado "PEEP óptimo".

   1. Borges, Amato, et al6 describen una titulación de PEEP siguiendo un protocolo de reclutamiento máximo y lo comparan con el abordaje de pulmón abierto (PEEP fijado en Pflex + 2 cm H2O). Siguiendo una estrategia de reclutamiento máximo (descrita anteriormente), la PEEP se fijó en 25 cm H2O y se redujo en 2 cm H2O cada 4 minutos hasta que PaO2 + PaCO2 < 380 mm Hg, luego se aumentó en 2 cm H2O (PEEP óptima, media 20±5 cm H2O). Con esta estrategia, la PaO2 se mantuvo en niveles por encima de 400 mm Hg a los 30 minutos de seguimiento en los 24 pacientes (consulte la Figura 4, arriba) y por encima de 450 en los 16 pacientes seguidos durante 6 horas. Esto se correlacionó con un porcentaje de masa de tejido colapsado medido por tomografía computarizada de <5 % al final de la titulación de PEEP y a los 30 minutos de seguimiento (consulte la Figura 4, abajo).
   2. Toth, et al17 describieron una titulación decreciente de PEEP después de una maniobra de reclutamiento SI. Después de SI a 40 cm H2O durante 40 segundos, la PEEP se fijó en 26 cm H2O, luego disminuyó en 2 cm H2O cada 4 minutos hasta que la PaO2 disminuyó >10 % de su valor máximo. La PEEP 2 cm H2O por encima de esto se definió como PEEP óptima. Se encontró que la PEEP óptima en realidad era más baja que la PEEP inicial de los pacientes (antes del inicio del protocolo, 17±3 vs 15±4 cm H2O). La PaO2 después de la maniobra de reclutamiento (203±108 en la PEEP inicial frente a 328±132 cm H2O) se mantuvo en el período de seguimiento de 30 minutos (266±121 cm H2O, p<0,05 en comparación con la línea base).

D. Estimación de los volúmenes pulmonares Actualmente, la capacidad de determinar si un paciente está en, por debajo o por encima de su capacidad residual funcional ideal se deduce de mediciones alternativas, que incluyen la apariencia pulmonar de la radiografía de tórax, las tendencias de los signos vitales (particularmente la oxigenación) y la presión arterial. curvas de volumen (P-V) generadas por ventiladores modernos. En este estudio, utilizaremos un método establecido para determinar el volumen pulmonar (MBNW) para estudiar los volúmenes pulmonares.

1. Curvas de presión-volumen La curva de presión-volumen representa la relación continua entre los cambios de presión y los cambios de volumen del pulmón. La pendiente de la línea representa la distensibilidad del pulmón. En la Figura 5, observe las tres líneas que componen la rama inspiratoria (curva inferior). La línea más a la izquierda representa el pulmón atelectásico no distensible. El punto en el que cambia la pendiente se conoce como punto de infección inferior, también conocido como Pflex. En el enfoque de pulmón abierto (que se analiza más adelante), la PEEP se ajusta a una presión justo por encima del punto de inflexión inferior. Fisiológicamente, se plantea la hipótesis de que este es el punto en el que se reclutan todos los segmentos atelectásicos del pulmón y que impedir que las presiones del ventilador caigan por debajo de este nivel en cualquier punto (estableciendo la PEEP por encima de este nivel) minimiza la atelectasia. El punto que distingue el segundo cambio de pendiente de la línea (volviéndose plana de nuevo) se conoce como punto de inflexión superior (UIP). Las presiones por encima de este punto representan alvéolos hiperdistendidos y no distensibles y, por lo tanto, este punto representa la presión a la que la distensibilidad del pulmón disminuye drásticamente. En este protocolo, la curva PV se medirá para cada paciente y la UIP se utilizará como presión máxima en cualquier punto del protocolo. De esta forma, reclutaremos áreas dóciles del pulmón sin riesgos de sobredistensión.

2. Técnica de lavado con múltiples respiraciones de nitrógeno (MBNW)

   MBNW se ha utilizado en una serie de estudios clínicos y se considera un estándar de oro en la medición del volumen pulmonar18-21. Actualmente, la forma más precisa de medir el volumen del pulmón es a través de la dilución de una cantidad conocida de un gas con baja solubilidad al ser reinhalado en un sistema cerrado. Los cambios de concentración con respiraciones secuenciales permiten calcular el volumen de distribución del gas. Un gas que se ha utilizado para este fin es el nitrógeno22, atractivo por su presencia omnipresente en el medio ambiente. Sin embargo, la medición de las concentraciones de gas nitrógeno solo está disponible mediante cromatografía de gases o espectrometría de masas, ninguna de las cuales es clínicamente práctica. Recientemente, se ha validado una técnica mediante la cual la presión parcial de nitrógeno se calcula como el residuo de las presiones parciales de oxígeno gaseoso, dióxido de carbono gaseoso y nitrógeno gaseoso, que juntos comprenden los tres únicos gases importantes en un circuito de ventilación. Los dos primeros gases se miden fácilmente en un circuito de ventilación en tiempo real, pero, por supuesto, varían mucho según el estado metabólico del paciente. Stenqvist ha desarrollado la técnica NMBW para calcular la FRC utilizando los cambios en el O2 y el CO2 exhalados, manipulando la concentración de oxígeno inspirado para alterar la fracción de nitrógeno inspirado23. FRC se calcula de la siguiente manera:

   FiN2 = 1-FiO2 (establecido por el ventilador) FeO2 = 1-FeO2 (medido)-FeCO2 (medido)

   Los volúmenes corrientes alveolares inspirados y espirados se calculan utilizando el consumo de O2 (VO2) y la producción de CO2 (VCO2) calculados por calorimetría indirecta24:

   Los volúmenes de gas nitrógeno inspirado y espirado asociados con una sola respiración se calculan a partir del contenido de nitrógeno al final de la espiración (EtN2, inferido del contenido de oxígeno y CO2 espirado medido), la fracción de nitrógeno inspirada (FiN2) y el volumen corriente alveolar inspiratorio y espiratorio de la siguiente manera:

   Antes de realizar el cambio incremental del 10 % en FiN2 mediante la manipulación de FiO2, se realizan los valores de referencia para VO2, VCO2 y ETN2. Se supone que VO2 y VCO2 son constantes durante toda la medición. A continuación, se manipula la FiN2 y se estima la FRC de la siguiente manera:

   La medición de FRC utilizando esta metodología en un modelo de pulmón de consumo de oxígeno y volúmenes pulmonares conocidos23 reveló una excelente precisión (FRC media 103 5 %) incluso cuando se utilizan cambios incrementales en FiO2 de 0,9 a 1,0. La precisión en pacientes adultos con insuficiencia respiratoria reveló una excelente precisión entre las mediciones.

3. Tomografía de impedancia eléctrica (EIT) La tomografía de impedancia eléctrica aprovecha los cambios en la impedancia en espacios llenos de aire frente a espacios llenos de tejido para caracterizar y cuantificar la distribución regional del volumen pulmonar al lado de la cama. Se ha realizado un trabajo significativo en la última década para validar la tecnología en animales25 y en humanos26, 27. La tecnología utiliza una serie de 16 electrodos colocados en el pecho del paciente (Figura 6). A medida que pasan pequeñas corrientes entre los electrodos, se mide la impedancia entre las series. A través de una interrogación y manipulación complejas de estos valores de impedancia, se forma una imagen bidimensional (Figura 7), y se ha demostrado que se correlaciona con los cambios clínicos y radiográficos en los pacientes27. En diez adultos ventilados mecánicamente con ARDS, el volumen pulmonar al final de la espiración determinado por lavado con nitrógeno se correlacionó bien con la impedancia pulmonar al final de la espiración con un r2 de 0,95.26 La capacidad de estimar el volumen pulmonar de forma no invasiva y en tiempo real puede mejorar significativamente los resultados en pacientes con lesión pulmonar. Específicamente, la capacidad de determinar la capacidad residual funcional ideal de un paciente y ventilarlo hacia ese objetivo puede mejorar el suministro de oxígeno al maximizar la distensibilidad pulmonar y minimizar la resistencia vascular pulmonar. Este estudio busca utilizar niveles variables de PEEP para alterar el volumen espiratorio final, utilizando EIT y otras medidas sustitutas para confirmar la eficacia, midiendo la oxigenación y la fracción de derivación como puntos finales clínicos. Si este estudio demuestra la capacidad de reclutar pulmones de manera efectiva y minimizar las fracciones de derivación utilizando una estrategia de PEEP agresiva, se justificarán más estudios del beneficio clínico de esto.
4. Condensado del aliento exhalado (como medida de la salud pulmonar) Cada vez hay más evidencia sobre los cambios en el pH del líquido de revestimiento de las vías respiratorias (ALF) en enfermedades respiratorias agudas y crónicas que se caracterizan, al menos en parte, por inflamación. Se ha demostrado que el pH de ALF es bajo (ácido) en múltiples enfermedades inflamatorias pulmonares, incluidas el asma28, la fibrosis quística29, la neumonía y el SDRA30-32, y que este pH se puede detectar de forma continua, segura y no invasiva en el condensado del aliento exhalado. (EBC)33. El pH de EBC puede ser una herramienta de detección segura y no invasiva para la progresión del ARDS y del reclutamiento pulmonar. Se ha demostrado anecdóticamente que predice insuficiencia respiratoria e infección respiratoria inminente (datos no publicados). Como se ve en la Figura 4 (izquierda), el pH de EBC es un marcador que muestra una rotación rápida y, por lo tanto, puede ser valioso para el control en tiempo real de la patología pulmonar.

El sistema continuo de análisis y recolección de pH del condensado del aliento exhalado (monitor ALFA, Respiratory Research, Inc., Austin, Texas) consta de un condensador conectado a la rama espiratoria del ventilador. El condensado del aliento exhalado se recolecta continuamente del puerto espiratorio, se condensa en una cámara de enfriamiento, se elimina el CO2 y se recolecta en una cámara inferior donde se lee continuamente el pH. Esto produce una medida de respuesta continua de pacientes ventilados, que (1) toma muestras de un puerto de escape en el exterior del circuito del ventilador y (2) no agrega resistencia medible al circuito del ventilador. La medición de EBC en pacientes con lesión pulmonar puede servir como un marcador temprano de desreclutamiento.

II. Objetivos del estudio Objetivo específico 1: Demostrar la eficacia de una estrategia de reclutamiento máximo para aumentar los volúmenes pulmonares y mejorar la oxigenación en niños con lesión pulmonar aguda, utilizando múltiples lavados de nitrógeno respiratorio (MBNW) y tomografía de impedancia eléctrica (EIT) como medidas de volumen pulmonar . (Hipótesis: los volúmenes pulmonares y la oxigenación aumentarán siguiendo el protocolo de reclutamiento máximo en comparación con aquellos durante la 'ventilación de referencia' o el 'enfoque de pulmón abierto'). Objetivo específico 2: Comparar los volúmenes pulmonares medidos por MBNW y EIT en diferentes volúmenes pulmonares al final de la espiración. (Hipótesis: los volúmenes pulmonares medidos por MBNW se correlacionarán con los obtenidos por EIT).