Ventilacion Mecánica

Ventiladores Mecánicos

Los ventiladores mecánicos tienen como objetivo sustituir ,controlar o apoyar (asistir) de forma continua o intermitente el esfuerzo muscular desarrollado por el paciente para llevar un cierto volumen de gas (aire + oxigeno) a los pulmones, para  que permita que en los alvéolos se produzca el intercambio gaseoso. Hoy en día sería imposible la supervivencia de muchos pacientes graves si no se contara  con los ventiladores mecánicos  ya que la agudización de una patología se concreta en una disfunción de órganos vitales, por lo que el apoyo o sustitución de la respiración mediante la ventilación mecánica se hace indispensable para incentivar que el propio sistema respiratorio del paciente sea capaz de recuperar su función normal.

Los ventiladores son dispositivos electro-mecánico-neumáticos controlados por presión, tiempo o volumen. Estos generan una presión positiva intermitente, mediante la cual suministran al paciente una mezcla gaseosa, que puede además estar enriquecida con Oxigeno.

 En la respiración artificial se produce una
entrada de aire al pulmón con una presión positiva, la cual suple la contracción activa de los músculos respiratorios. La espiración ocurre de forma pasiva, ya que el pulmón es un órgano elástico y tiende a recuperar su volumen normal al cesar la presión y liberar la válvula de exhalación.

Entre otros, los objetivos de la ventilación artificial están:

• Sustituir una falla irreversible en los músculos respiratorios con compromiso de las vías aéreas.
• Asistir en la recuperación o rehabilitación de una enfermedad muscular o respiratoria.
• Reducir el trabajo respiratorio del paciente.
• Reacondicionar la musculatura del paciente en el proceso de recuperación.

Se reconoce a los Ventiladores Mecánicos Invasivos (VMI) como sistemas de soporte ventilatorio por medio de los cuales se suministra ventilación a los pulmones mecánicamente, mediante métodos que requieren de intubación endotraqueal. La ventilación mecánica no invasiva (VMNI) se reconoce por que no se requiere dicha intubación.

Componentes Básicos de un Ventilador Mecánico

Los componentes básicos de un VM, comunes a cualquier tipo son:

• Fuente electro-neumática: Esta fuente está compuesta de un sistema de entrada de gases y un sistema  electromecánico de control de la insuflación. Este es el encargado de comprimir la mezcla para crear la presión positiva en la vía aérea del paciente. Esta mezcla se suministra al paciente a través de un circuito de paciente.
• Sistema de control : El sistema de control es el elemento esencial del VM, ya que establece el comportamiento de las variables básicas de la ventilación:  flujo, volumen y presión. Una variable de control es aquélla que el ventilador manipula para producir el efecto deseado durante el proceso de inspiración. Adicionalmente, controla las variables de fase, que son aquéllas que establecen los eventos que ocurren dentro del ciclo respiratorio; éstas son de tres tipos fundamentales:
•  Disparo (trigger), establece el inicio de la inspiración en un ciclo respiratorio, puede ser iniciado por el paciente, por el ventilador o por el operador.
• Ciclado, define el término final de la fase de inspiración y que puede ser a través de alguna variable fundamental: tiempo, presión, volumen o flujo; se dice entonces que un ventilador cicla por: tiempo, por presión, por volumen o por flujo.
• Limite, que define el valor máximo preestablecido durante una ventilación asistida. Este limite también viene determinado por alguna variable fundamental (tiempo, presión, flujo o volumen)

Sistema de monitorización.

Es uno de los componentes más importantes durante el proceso de la VM. Establece un seguimiento de las variables relevantes tanto del paciente como del equipo. Permite al usuario determinar la necesidad de intervención y ajuste en el proceso de la ventilación mecánica, evaluar las complicaciones, efectos adversos y confort del paciente; valorar el rendimiento del sistema de ventilación y los propios dispositivos de monitoreo.

Sistema de Alarma

Este sistema permite garantizar la seguridad del paciente, generando por medio de  algún mecanismo de aviso audible o visual, para que el operador del equipo se percate de que algún evento adverso puede ocurrir y pueda actuar a tiempo. Los VM tienen  la posibilidad de fijar valores de diversas variables para establecer los límites de seguridad en el funcionamiento del equipo. Tales eventos pueden estar relacionados con el estado clínico del paciente o con el propio funcionamiento del equipo.

Como funciona? 

Un ventilador  es un dispositivo médico que genera un flujo de gas en las vías aéreas del paciente. El ventilador controla tanto la dirección y magnitud del flujo, así como la presión o el volumen dependiendo del tipo de ventilador (controlado por volumen, tiempo  o controlado por presión).  Así mismo puede controlar la duración de las diferentes fases de la respiración, especialmente la inspiración y la frecuencia respiratoria mecánica. Normalmente controla la mezcla de gases a través de un "blender" o mezclador. La humedad y la temperatura de los gases que se entregan al paciente se controlan a través de un dispositivo denominado humidificador, el cual puede ser activo (sistemas convencionales a base de agua) o pasivo (nariz artificial). Finalmente, un ventilador cuenta con sistemas de alarma y monitorización especializados para la retroalimentación y seguridad del paciente. para la detección de fallas propias del sistema o cambios en la condición clínica del paciente.

Los VM son equipos con componentes electroneumáticos , mecánicos  y electrónicos controlados por procesador .Es conveniente mencionar que aunque aún se siguen produciendo sistemas totalmente neumáticos, estos cada día están más en desuso. Dependiendo del modo y configuración de operación. estos equipos pueden operar ciclados por volumen, presión, flujo o tiempo. El sistema neumático del ventilador trabaja empleando un suministro de oxígeno y aire a partir de tornas de pared. Algunos equipos pueden incorporar un compresor interno o trabajar con fuentes auxiliares, tales como tanques de oxígeno y aire comprimido. Así mismo existen tecnologías que incorporan su propia fuente de autosuministro lo cual les permite movilidad (transporte) y continuidad en el tratamiento del enfermo. Estos sistemas pueden funcionar a través de pistón. turbina o "blower" (soplador). 

Los ventiladores emplean una interfase mediante teclados, perillas, pantallas sensibles al tacto y/o despliegues numéricos. para que el operador pueda enviar a su memoria de programación los parámetros de configuración.

Tipos de ventilación Mecánica
El modo de ventilación se define como el patrón de flujo, presión y volumen entregado al paciente cuya finalidad es controlar la ventilación alveolar y lograr los objetivos de la ventilación mecánica. 

Los modos de ventilación están determinados por la combinación del patrón respiratorio (determinado por las curvas de ventilación), el tipo de ventilación y la estrategia de control. Debido a la amplia gama de VM de los que se dispone comercialmente, en muchos casos cada fabricante ha empleado diferentes denominaciones para nombrar los modos de ventilación comunes, por lo que es conveniente establecer algunos parámetros que permitan identificar los modos de ventilación básicos en todos los VM. Entre los  modos más comunes están:

La ventilación Asisto/Controlada (A/C)   Es un modo de ventilación en la cual la participación del paciente puede ser nula o parcial, de tal forma que si el ventilador detecta un esfuerzo inspiratorio del paciente,(Una presión negativa en el circuito paciente) la máquina entrega una respiración mecánica a las vías aéreas del paciente según la estrategia elegida. Por ejemplo, si la estrategia es ventilación volumétrica (VCV) el ventilador entrega una respiración cuya variable de control es flujo y la variable de ciclado es el volumen. Si es una respiración controlada por presión. la respiración entregada es controlada en presión y ciclada por tiempo. Si el paciente no participa con esfuerzos inspiratorios, entonces el ventilador toma el control de la frecuencia respiratoria en función a la programación de este parámetro. La nomenclatura usada en el caso correspondiente consiste en agregar al modo de ventilación, la estrategia seleccionada:
• A/C-VCV       • A/C-VCP         •A,C-PRVC

 Ventilación Mandatoria Intermitente Sincrónica (SIMV). Es un modo de ventilación que permite la participación activa del paciente con respiraciones iniciadas y terminadas por él mismo, con o sin soporte adicional, a través de la herramienta denominada Ventilación con Presión de Soporte (PSV), y de forma intermitente el ventilador entrega respiraciones mecánicas en función a la frecuencia respiratoria programada y según la estrategia seleccionada. Al igual que en el caso anterior, se agrega la nomenclatura correspondiente al modo de ventilación según la estrategia seleccionada:

• SIMV-VCV      • SIMV-VCP      •SIMV-PRVC

Ventilación con Presión Positiva y Continua en la Vía Aérea (CPAP). por sus iniciales en inglés y cuyo término y concepto se ha aceptado mundialmente). Éste es un modo de ventilación donde la participación del paciente es fundamental ya que es éste quien genera toda la ventilación minuto y por lo tanto la frecuencia y calidad de las respiraciones. Éstas pueden ser apoyadas. en caso de ser requerido con PSV. Si el paciente llega a presentar un periodo de apnea. entonces el ventilador normalmente hace uso del recurso de la ventilación de respaldo según la estrategia ventilatoria elegida. La nomenclatura es exactamente igual a las anteriores:
• C PAPA/CV • CPAP-VCP • CPAP-PRVC
Otros términos El término CMV también se usa como ventilación mecánica continua, ventilación mandataria continua, ventilación mecánica controlada, ventilación mandataria controlada. Y frecuentemente también se le denomina ventilación controlada por volumen (VCV) que actualmente es una derivación de la ventilación Asisto/Controlada cuando el paciente no participa activamente en la ventilación mecánica.

Normatividad
Las siguientes son algunas de las normas que debe de cumplir los ventiladores (en su fabricación y uso) estas aumentan o cambian según el país donde se use:

JIS T 7204, Lung ventilators for medical use
BS 5724-3.12. Medical electrical equipment. Particular requirements for performance. Method of declaring parameters for lung ventilators
ASTN1 F1100-90 Standard Specification for Ventilators Intended for Use in Critical Care
EN 794-1 Lung ventilators - Part 1: Particular requirements for critical care ventilators
ISO 10651-3. Lung ventilators for medical use - Part 3: Particular requirements for emergency and transport ventilators
BS EN 12342, Breathing tubes intended for use with anesthetic apparatus and ventilators.
EN 12342 Breathing tubes intended for use with anesthetic apparatus and ventilators
EN 794-3 Medical electrical equipment - Lung ventilators - Part 3: Particular requirements for emergency and transport ventilators
DIN EN 12342. Breathing tubes intended for use with anesthetic apparatus and ventilators
DIN EN 794-3 Lung ventilators - Part 3: Particular requirements for emergency and transport ventilators
SN EN 794-1 Lung ventilators - Part 1: Particular requirements for critical care ventilators

ANS/ISO 5361-99 Anesthetic and Respiratory Equipment—Tracheal Tubes and Connectors Approved as an American National Standard by ASTM International 

ANS/IS010079.1-99 Medical Suction Equipment—Part 2: Electrically Powered Suction Equipment—Safety Requirements Approved as an American National Standard with Deviations by ASTM International ANS/IS010079.1-99 Medical Suction Equipment—Part 3: Electrically Powered Suction Equipment—Safety Requirements Approved as an American National Standard with Deviations by ASTM International ISO/10651-1/1EO 60601-2-12: Medical electrical equipment - Part 2-12: Particular requirements for the safety of lung ventilators for medical use - Critical care ventilators 

SN EN 12342. Breathing tubes intended for use with anesthetic apparatus and ventilators

DIN EN 794-1 Lung ventilators - Part 1: Particular requirements for critical care ventilators (includes Amendment A1:2000

ISO 5367. Breathing tubes intended for use with anesthetic apparatus and ventilators 

IEC 60601-2-12 Medical electrical equipment - Part 2-12: Particular requirements for the safety of lung ventilators - Critical care ventilators 

ANSIIEC60601.2.12-01 Medical Electrical Equipment—Part 2-12: Particular Requirements for the Safety of Lung VENTILATORS—Critical Care VENTILATORS 

BS EN 14529: Respiratory protective devices - Self-contained open-circuit compressed air breathing apparatus with half mask designed to include a positive pressure lung governed demand valve for escape purposes only - Requirements, testing, marking 

IEC 60601-2-13 Medical electrical equipment - Part 2-13: Particular requirements for the safety and essential performance of anesthetic systems

NF S76-042, Respiratory protective devices - Lung governed demand self-contained open-circuit compressed air breathing apparatus with full face mask or mouthpiece assembly for escape - Requirements, testing, marking. 

SN EN 402, Respiratory protective devices - Lung governed demand self-contained open-circuit compressed air breathing apparatus with full face mask or mouthpiece assembly for escape - Requirements, testing. marking 

ASTM F1101-90 el Standard Specification for VENTILATORS Intended for Use During Anesthesia ATSM F1690-96(2004) Standard Specification for Humidifiers for Medical Use—Part 1: General Requirements for Active Humidification Systems

DIN EN 794-3/A1, Lung ventilators - Part 3: Particular requirements for emergency and transport ventilators 

SN EN 14529. Respiratory protective devices - Self-contained open-circuit compressed air breathing apparatus with half mask designed to include a positive pressure lung governed demand valve for escape purposes only 

NF S95-161/A1. Lung ventilators - Part 3: particular requirements for emergency and transport ventilators. 99/562734 DC prEN 13544-1. Respiratory therapy equipment. Part 1. Nebulizing systems and their components

 99/562735 DC prEN 13544-3. Respiratory therapy equipment Part 3. Air entrainment devices 

ASTM ANS/IEC60601.2.12-01 Medical Electrical Equipment - Part 2-12; Particular Requirements for the Safety of Lung Ventilators - Critical Care Ventilators Approved as an American National Standard with Deviations by ASTM International

Además para Colombia:   Clasificación Invima decreto 4725 / 2005 es   IIB .
IEC 60601 clasificación  protección eléctrica : B

Mantenimiento

El  mantenimiento  preventivo y / o correctivo debe ser realizado por personal calificado y certificado la información para el mantenimiento preventivo ideal lo encontramos en el manual de servicio del fabricante en el que específica la periodicidad , con que elementos se debe desarmar y realizar limpieza y los ajustes necesarios, aunque no siempre podemos contar con esta información en ocasiones es útil consultar el   manual de un equipo parecido para saber que hacer.

La calibración de estos equipos (metrología) debe ser realizada con equipos especiales y certificados.

A continuación se describe como ejemplo un protocolo básico de mantenimiento preventivo:

Equipo necesario:

 Elementos de protección (Tapabocas, guantes, cofia, bata)  

 Lugar de mantenimiento (ubicar área de trabajo)

 Herramientas: Llaves Bristol 9/64”, 7/16” (segun  el manual de servicio del equipo a trabajar )

Destornilladores estrella, pinzas multímetro

Líneas de presión o tanques de oxigeno y aire

Tubo endotraqueal, de 5,0 mm, I.D. x 12.5 "(31.75cm) de largo

Pulmón de prueba estándar requiere el cumplimiento de 10 ml/cm H2O +- 5%.

Voltímetro digital

Analizador de oxígeno calibrado (analizador debe leer en décimas para garantizar Exactitud de calibración    Manómetro de presión de precisión 0 -30 PSIG (con una precisión de + .05, y - .2 PSIG de incremento)  (0 - 2,1 kg cm2)

Tubo de flujo 0-1 LPM (en incrementos de 0.1 LPM)

Termómetro digital 50/120 º F (9 ° +- 48 ° C)  +- 2 º F (-15 ° C)

Transductor de presión digital -20 / 140 cm de H2O con una precisión de + 0.5 A / t 0 cm H20 a cm H2O escala completa

Fuente de 12 a 15 VDC con un mínimo de 5 A

Superficie Anti-Estática   para mesa y el piso, pulsera antiestática

Espirómetro 8 litros de volumen con  exactitud del 2% (o su equivalente)

Manual de servicio (Lista de materiales y ajustes Sección 4 página 159 - 181

Diligenciar lista de chequeo

Inspección visual:

Revisar si el chasis o carcasa  no tiene grietas o daños de otro tipo

Revisar que los conectores, cables y clavijas se encuentren en buen estado.

Revisar que se encuentre en buen estado los indicadores ( Pantalla o Displays)

Revisar el buen estado del o  los manómetros

Revisar que las membranas de las teclas no estén rotas o dañadas

Revisar que los controles giratorios del panel frontal no estén sueltos o rotos

Revisar el estado del circuito paciente que no tenga fugas.

Revisar las conexiones de las líneas de presión de gas (Aire y O2)

Limpieza y cuidados:

Antes de limpiar la parte exterior del ventilador:

Desconectar el cable de alimentación del ventilador y el humidificador.

Limpiar la parte exterior del ventilador

Revisar que se encuentren Limpios los diferentes componentes del sistema del circuito del paciente, la válvula de exhalación, trampa de agua de la toma de aire y el sensor de flujo.

Limpiar la circuitería interna por medio de limpiadores de tarjetas electrónicas y suministro a presión de aire

Evitar oprimir con fuerza las membranas de los controles del panel frontal para evitar que se desgasten o que se rompan. 

Verificar funcionamiento del equipo:

Conectar al equipo las líneas de gases

Conectar el equipo al pulmón de pruebas

Conecte el cable del equipo a la alimentación eléctrica de AC

Verificar que todos los dígitos e indicadores del panel frontal del ventilador enciendan

Ajustar  la alarma acústica: El volumen de la alarma del ventilador  puede regularse con un valor de entre 60 y 75 dB. El volumen puede regularse por medio de una perilla de control del ventilador girando para incrementar o reducirlo ubicada en la parte frontal inferior izquierdo.(Por ejemplo es indicacion que da el manual de servicio)

Desconectar el suministro de aire, verifique que la alarma de falta de suministro aire se activa, posteriormente vuelva a conectar el suministro

Desconectar el suministro de O2 , verifique que la alarma de falta de O2 se activa, Posteriormente vuelva a conectar el suministro.

Desconectar  la alimentación eléctrica de AC, verifique que se activa la alarma de falta de suministro eléctrico.

Desconectar el circuito de paciente del pulmón de prueba, verifique que la alarma auditiva y visual de presión inspiratoria baja se active. Obstruir en un extremo del circuito del paciente hacía la válvula de exhalación, verifique que una prolongada alarma inspiratoria ocurre. (Apnea)

Para la verificación Verificación de funcionamiento  precisos de otras funciones estas se pueden ver en el  manual de servicio .

Para descargar:

Manual de servicio ventilador BIRD8400 descarga Aqui

Bibliografia:  Guía tecnológica No 26 ventilador invasivo (GMND 15613),  Manuales  de servicio , apuntes.

Esto es todo por ahora espero les sea útil y en la siguiente entrada:  prototipo de ventilador mecánico .

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