Volver a Clínica Quirúrgica I
17
Acta Colombiana de Cuidado Intensivo 2013; 13 (2): 17-45.
Bases de ventilación mecánica
Guillermo Ortiz, MD.
(1)
; Carmelo Dueñas, MD.
(2)
; Antonio Lara, MD.
(3)
; Manuel Garay, MD.
(4)
; José Blanco,
MD.
(5)
; Germán Díaz Santos, MD.
(6)
Resumen
La ventilación mecánica puede clasificarse dependiendo de la forma de administración
en invasiva y no invasiva, con un objetivo común, el de promover soporte a los músculos
respiratorios y garantizar la transferencia gaseosa con adecuada oxigenación y ventilación.
Las variables fisiológicas que se encuentran alteradas en el contexto de enfermedad deben
ser entendidas para su adecuada intervención, con el fin de reestablecer la función normal
del sistema respiratorio, en este sentido el entendimiento de los cambios en la función
pulmonar, que se presentan en pacientes con falla respiratoria y requerimiento de sopor-
te ventilatorio, es la base para la programación de variables como la presión, el flujo, el
disparo o trigger, entre otras en los diferentes modos que permiten su administración de
forma eficiente.
Los diferentes modos utilizados para el soporte ventilatorio clásicamente se han clasifi-
cado como controlados por volumen o presión, sin embargo el advenimiento de nuevas
tecnologías han permitido la introducción de otras variables determinantes en el soporte
durante la falla respiratoria
El presente capítulo tiene como objetivo describir las variable implicadas en la programa-
ción de la ventilación mecánica y el efecto sobre el sistema respiratorio de los diferentes
modos ventilatorios y el monitoreo a través de las curvas del ventilador.
PALABRAS CLAVE:
falla respiratoria, soporte ventilatorio, fisiología pulmonar.
Abstract
Mechanical ventilation can be classified depending on the method of administration
in invasive and noninvasive, with a common goal of fostering support for the respira-
tory muscles and gaseous transfer ensure adequate oxygenation and ventilation.
Physiological variables that are altered in the context of disease are to be understood
for proper intervention, in order to restore the normal function of the respiratory
system, in this sense understanding of changes in pulmonary function, occurring in
patients with respiratory failure and ventilatory support requirement is the basis for
programming variables such as pressure, flow, or trigger shot, among others in diffe-
rent ways that allow its efficient management.
The different modes used for ventilatory support were traditionally classified as volu-
me or pressure controlled, however the advent of new technology has allowed the
introduction of other key variables in the support for respiratory failure
This chapter aims to describe the variables involved in the programming of mechanical
ventilation and the effect on the respiratory system of different ventilation modes and
monitoring through mechanical ventilator curves.
KEYWORDS: respiratory failure, ventilatory support, pulmonary physiology.
(1)
Internista – Neumólogo –
Epidemiólogo. Especialista en
Medicina Crítica y Cuidado
Intensivo. Profesor Universi-
dad El Bosque. Jefe Cuidado
Intensivo Hospital Santa Clara.
Director General Insimed.
(2)
Neumólogo, Especialista en
Medicina Crítica y Cuidado
Intensivo, Universidad de Car-
tagena. UCI Gestión Salud, Clí-
nica Cruz de Bocagrande.
(3)
Intensivista Neumólogo.
(4)
Internista Neumólogo, Hos-
pital
Santa Clara E.S.E.
(5)
Hospital Santa Clara.
(6)
Fellow Neumología.
Correspondencia:
Dr. Guillermo Ortiz, Correo
electrónico: ortiz_guillermo@
hotmail.com
Recibido: 23/04/2013.
Aceptado: 23/04/2013.
18
Acta Colombiana de Cuidado Intensivo
Volumen 13 Suplemento 2
El ciclo ventilatorio se compone de inspiración y
espiración. Tiene cuatro fases: insuflación, me-
seta, deflación y pausa espiratoria. Se denomina
ciclado al cambio de fase inspiratoria a la espira-
toria, el cual depende del mecanismo del ventila-
dor. Durante la inflación se genera presión sobre
un volumen de un gas, haciendo que la válvula
inspiratoria se abra y se movilice un volumen co-
rriente a expensas de un gradiente de presión en
los alvéolos y el flujo respiratorio. En la fase de
meseta hay una pausa inspiratoria que constitu-
ye el final de la insuflación y el comienzo de la
espiración para facilitar la distribución del gas.
La suma del tiempo que tarda la insuflación y la
pausa inspiratoria se denomina tiempo inspira-
torio. La deflación se inicia con la apertura de la
válvula espiratoria y ocurre de forma pasiva por la
retracción elástica pulmonar y la pausa espirato-
ria, que comprende el tiempo entre la deflación y
el comienzo de la siguiente espiración, y no hay
presencia de flujo. Cada una de estas fases a su
vez tiene presión, volumen, flujo y tiempo, que,
en paralelo, permiten evaluar y clasificar los ven-
tiladores (3).
Presion de la vía aérea (Paw)
Par que el gas fluya debe haber un gradiente de
presión positivo. El flujo de gas de una respira-
ción espontánea, se debe a la generación de una
presión negativa en los alvéolos con relación a la
presión atmosférica o de un circuito (4) (Figura 1).
La ventilación mecánica es una opción tera-
péutica que tiene como objetivo principal me-
jorar el intercambio gaseoso del paciente que
la necesita, por medio de respiración artificial
efectuada por una máquina. El concepto de
respirador artificial fue acuñado por Vesalius
en 1555, pero no fue sino hasta 1928 cuando
Drinker y Shaw, utilizaron el primer pulmón de
acero, posteriormente perfeccionado por Emer-
son. En 1950, a causa de la epidemia de polio-
mielitis, se requirió el uso de esta terapéutica, y
dos años después Engstrom introdujo la venti-
lación a presión positiva, de la cual se despren-
den varias de las teorías y modelos actuales en
ventilación mecánica (1).
Los ventiladores han mejorado con la tecnolo-
gía, pasando de la primera generación, que eran
rudimentarios, hasta la cuarta generación que
ofrece nuevos modos ventilatorios con diferentes
formas de monitorización de los pacientes. Hoy
existen muchos métodos de ventilación dispo-
nibles. Sin embargo, en la ventilación mecánica
deben considerarse diferentes factores, como los
componentes principales de cada respiración y
el método de disparo (respiración, flujo de gas,
presión), los cuales se ilustrarán en este escrito.
Igualmente, deben tenerse en cuenta las posibles
complicaciones de la ventilación mecánica y los
métodos, tanto para reducir la lesión pulmonar
inducida por el ventilador, como los de finaliza-
ción del apoyo ventilatorio (2).
Figura 1. La ventilación mecánica proporciona un flujo y un volumen al paciente como resultado de un gradiente de presión
positiva entre el circuito del ventilador y las unidades de intercambio gaseoso.
19
Bases de ventilación mecánica
Ortiz y cols
Esta presión se define como la fuerza sobre
una superficie, requerida para desplazar un vo-
lumen corriente, que depende de la distensi-
bilidad y las resistencias. En lo que respecta a
ventilación mecánica hay cuatro presiones (4)
(Figura 2).
• Presióninspiratoriapico(PIP):eslapresión
máxima obtenida durante la entrega de un
gas activo. Depende del flujo (vías respirato-
rias anatómicas y artificiales) y la elasticidad
(pulmón y caja torácica).
• Presión Plato o meseta: se define como la
presión inspiratoria final durante un período
de ausencia de flujo de gas. Es una pausa
inspiratoria sin flujo aéreo que guarda rela-
ción con la distensibilidad.
• Presiónmediadelavíaaérea:eselprome-
dio de la presión durante el ciclo ventilatorio
(inspiración y espiración), mientras no exis-
tan resistencias inspiratorias ni espiratorias.
Se considera como determinante de la oxi-
genación porque favorece el reclutamiento
alveolar.
• Presiónalfinaldelaespiración:eslapresión
de la vía aérea al final de la fase de espi-
ración y normalmente es igual a la presión
atmosférica (igual a cero), pero por algunas
condiciones clínicas puede volverse positiva
para permitir el reclutamiento de alvéolos
colapsados.
Medición de presión
Durante la entrega de una respiración de pre-
sión positiva, la presión del sistema se puede
medir en varios lugares (Figura 3). Cuanto más
lejos esté el sitio de medición de los alvéolos,
mayor es el potencial para diferenciar la presión
en el ventilador y en los alvéolos, incrementan-
do la resistencia al flujo de aire en el circuito del
ventilador, el tubo endotraqueal o las vías de
conductancia del paciente, y reflejando el incre-
mento de la diferencia entre la presión pico y la
presión alveolar (3).
Esto significa que las presiones medidas por el
ventilador, no siempre serán indicativas de la
presión alveolar. Durante la espiración el gas se
mueve del alvéolo hacia el circuito y la presión
en el primero es mayor que la presión en el se-
gundo. Sólo la presión alveolar iguala a la del
circuito durante periodos de ausencia de flujo,
los cuales ocurren durante la inspiración o al
final de la exhalación, después de que el tiempo
de flujo de gas espiratorio ha cesado. Debido a
estas consideraciones, la observación en la pre-
sión de las vías respiratorias durante periodos
de flujo y de ausencia de éste, puede propor-
cionar información útil (3).
FIGURA 2. Gráfica presión-tiempo en donde se presenta la
presión pico, posteriormente la presión meseta o plato y
por último la presión al final de la espiración.
FIGURA 3. Lugares donde se puede medir la presión en un
ventilador. Éstos pueden ser algunos sitios internos del ven-
tilador (inspiración/espiración), en la pieza en Y del circuito
ventilatorio, en la apertura de la vía aérea, en la carina,
mediante la aplicación de una línea de control de presión a
un tubo traqueal con un lumen extra (8).
20
Acta Colombiana de Cuidado Intensivo
Volumen 13 Suplemento 2
Presión alveolar vs. presión del circuito
La presión del circuito y la presión alveolar varían
durante la ventilación mecánica.
Presión inspiratoria pico y presión meseta
Cuando la presión es graficada en función de
tiempo, para una respiración en ventilación me-
cánica resulta en una serie de ondas (Figura 4),
las cuales tienen dos presiones importantes (4):
1. Presión inspiratoria pico (PIP): es la máxima
presión registrada al final de la inspiración,
que se requiere para llevar el gas a través de
la resistencia de la vía aérea y ejercida por
el volumen de gas a medida que se llenan
los alvéolos. Esta presión depende de la dis-
tensibilidad pulmonar, el tórax y la resistencia
de las vías aéreas, incluyendo la contribución
hecha por el tubo traqueal y el circuito del
ventilador (si la presión se mide desde un sitio
en el circuito que está cerca del ventilador).
Controla la velocidad a la cual es entregado
el volumen corriente o el tiempo en que fue
entregada la presión inspiratoria programa-
da en el ventilador.
2. Presión plato o meseta: es la pausa, que se da
después de la inflación del volumen corrien-
te y antes del comienzo de la exhalación, en
la cual no hay flujo de gas y se produce un
descenso leve en la presión en la vía aérea,
equilibrando las presiones. Refleja el retroceso
elástico pulmonar y de la caja torácica frente
al volumen de gas (4).
La caída en la presión pico al nivel de la presión
meseta, demuestra que el flujo inspiratorio ha
cesado, por lo tanto, la presión no está obligada
a vencer la resistencia al flujo. La presión también
cae como resultado de la redistribución de gas
dentro de los pulmones. Esta es una propiedad
de los materiales elásticos, que se traduce en la
disminución de presión después de un periodo
de tiempo, al mismo volumen. Ésta depende del
reclutamiento de los alvéolos y el efecto del sur-
factante.
La presión meseta es la presión que se da cuando
no hay flujo en el circuito ni en las vías aéreas
del paciente. Ésta es la que más se asemeja a la
presión alveolar y por lo tanto tiene una impor-
tancia considerable para limitar la presión de los
alvéolos. La presión excesiva puede conllevar aire
extrapulmonar (por ejemplo, neumotórax) y le-
sión pulmonar aguda (3).
El aumento de la resistencia en las vías respira-
torias, conduce a un incremento de la presión
inspiratoria pico. Este aumento excesivo de la
resistencia dará lugar a una amplia diferencia
entre presión inspiratoria pico y presión meseta.
Una caída en la distensibilidad elevará tanto la
presión inspiratoria pico como la presión meseta
(Figura 5).
FIGURA 4. La línea oscura representa la presión del circui-
to, mientras que la línea discontinua representa la presión
alveolar. Durante la inspiración, la presión del circuito es
mayor que la presión alveolar. Por el contrario, durante un
aumento de la presión alveolar, hay una disminución de la
presión del circuito y durante la espiración la presión alveo-
lar excede la presión del circuito. El único momento en que
estas presiones son iguales es en los periodos de ausencia
de flujo durante una pausa espiratoria o después de que la
espiración ha cesado.
21
Bases de ventilación mecánica
Ortiz y cols
Si bien se conoce que las causas de la lesión pul-
monar inducida por la ventilación es multifac-
torial, en general se cree que la presión plato o
meseta es la mejor estimación clínica del prome-
dio de la presión alveolar pico. Aunque es con-
trovertido, generalmente se recomienda que la
presión de meseta no supere 30 cm H
2
O, para
evitar esta lesión (4).
Presión positiva al final de la espiración (PEEP) y
presión positiva continua de la vía aérea (CPAP)
La PEEP es el suministro de una cantidad fija de
presión positiva aplicada, durante el ciclo de ven-
tilación mecánica. Es la presión más baja que se
puede medir en la fase espiratoria y sólo es fiable
si el paciente no tiene una respiración activa. La
CPAP se refiere a la adición de una cantidad fija
de presión positiva durante la respiración espon-
tánea, en ausencia de un tubo endotraqueal (5).
La PEEP y la CPAP no son modos separados de
ventilación. Se utilizan conjuntamente con otr
os
modos ventilatorios o durante la respiración
espontánea para mejorar la oxigenación y el
reclutamiento alveolar, y reducir el trabajo res-
piratorio (7).
El principal beneficio de la presión positiva al
final de la espiración y la presión positiva con-
tinua de la vía aérea se logra a través de su
capacidad para aumentar la capacidad residual
funcional (FRC) y mantenerla por encima de la
capacidad de cierre. El aumento de la FRC se
acompaña de un incremento en el volumen
alveolar por reclutamiento de los alvéolos que
contribuye al intercambio gaseoso, por lo tan-
to aumentan la oxigenación (ventilación más
homogénea) (7).
Las respuestas fisiológicas de la CPAP/
PEEP
La PEEP y la CPAP pueden reducir el gasto car-
díaco y la presión arterial media, a través de la
disminución del retorno venoso y por tanto del
llenado ventricular (Figura 6). En los pacientes
con pobre función ventricular izquierda y ede-
ma pulmonar, la adición de CPAP o PEEP puede
mejorar el gasto cardíaco por la mejoría del vo-
lumen sistólico (8).
En quienes se adiciona PEEP es común observar
retención de líquidos y diuresis disminuida, es-
pecialmente en conjunto con la ventilación me-
cánica invasiva. Esta combinación aumenta la
producción de la hormona antidiurética, dismi-
nuye la presión de perfusión media de la arteria
renal y la perfusión redistribución de la corteza,
así como el flujo urinario, el clearance de creati-
nina y la fracción excretada de sodio (9).
Efectos de la CPAP
Los efectos que puede presentar la CPAP con
relación al aumento presión venosa central son:
disminución del volumen al final de la diástole
del ventrículo derecho (precarga), aumento de
la resistencia vascular pulmonar (postcarga ven-
trículo derecho), presión de enclavamiento de
la arteria pulmonar (presión de enclavamiento)
y disminución volumen telediastólico (precarga)
y de la poscarga del ventrículo izquierdo (8, 9).
FIGURA 5. Curva presión, flujo y volumen versus tiempo.
En la primera curva se presenta un aumento de la resis-
tencia, con mayor presión pico, y ésta es igual a la presión
meseta. En la segunda curva se muestra un aumento del
flujo, con mayor presión pico y la misma presión meseta.
En la tercera curva hay disminución de la distensibilidad
con mayor presión pico y aumento de la presión meseta.
22
Acta Colombiana de Cuidado Intensivo
Volumen 13 Suplemento 2
La diferencia entre PEEP y presión meseta, es la
presión necesaria para vencer la elastancia
pul-
monar (retroceso elástico de los pulmones y pared
torácica). Un aumento de la PEEP superior a 15
cm H
2
O, puede producir sobredistención alveolar,
con compresión de capilares adyacentes, e incre-
mentar la resistencia al flujo pulmonar y aumentar
la postcarga (resistencia a eyección del ventrícu-
lo derecho), con dilatación ventricular y descenso
del volumen sistólico, llevar así a una limitación
del llenado diastólico por desviación del tabique
y causar una disminución del gasto cardiaco. La
diferencia entre presión meseta y presión pico, es
la presión requerida para vencer la resistencias ins-
piratorias de la vía aérea y del tubo endotraqueal.
Si se presenta un aumento de la presión pico sin
cambios en la presión meseta es posible que haya
una obstrucción de la vía aérea (5).
Auto-PEEP
La medición de la presión del circuito no es
siempre es un indicativo de la presión alveolar.
Durante la espiración, la presión alveolar es ma-
yor que la presión del circuito, hasta que el flujo
espiratorio cesa. Si el flujo espiratorio, no cesa
antes de la iniciación de la respiración siguiente,
se puede producir un atrapamiento de gas, que
aumenta la presión en los alvéolos al final de la
espiración; esto se conoce como auto-PEEP (6).
El objetivo de la PEEP en los pacientes venti-
lados es aumentar la presión en los alvéolos
al final de la espiración, pero la auto-PEEP es
potencialmente perjudicial, ya que no se pue-
de ser consciente de su presencia. Los efectos
de la auto-PEEP son los mismos que los de la
PEEP o la CPAP y puede predisponer al paciente
FIGURA 6. Flujograma de los múltiples efectos de la ventilación de presión positiva en la función renal (8).
23
Bases de ventilación mecánica
Ortiz y cols
a un aumento del riesgo
de injuria pulmonar por
presión, caída del gasto cardíaco, hipotensión,
retención de líquidos e incremento del trabajo
respiratorio (6).
De qué manera la presencia de auto-PEEP
incrementa el trabajo respiratorio
En un paciente sano, la presión en los alvéolos
al final de la espiración es el equivalente a la
presión atmosférica. La presión entre la pleura
parietal y la pleura visceral en ese momento es
negativa. Para conseguir un flujo de gas en los
alvéolos, el diafragma y los músculos intercos-
tales externos se contraen, creando una presión
intrapleural más negativa. Esto hace que los al-
véolos se expandan y se produzca una presión
alveolar subatmosférica, que origina un flujo de
gas. Cuando hay auto-PEEP, la presión en los al-
véolos a final de la espiración es mayor que la
atmosférica, el tamaño del tórax se expande y
los músculos respiratorios han vuelto a un lar-
go estado de reposo. Para generar un flujo de
gas, los músculos respiratorios deben acortarse
lo suficiente para expandir el tórax e incremen-
tar sus dimensiones y crear una presión alveolar
subatmosférica. Si esta presión no se genera,
no se producirá ningún flujo de gas. Cuando
un paciente es intubado y conectado a un res-
pirador, el tiempo de respuesta a la demanda
del ventilador puede exacerbar el problema (10)
(Figura 7).
La medición de la auto-PEEP
La auto-PEEP, a diferencia de la PEEP (PEEP exter-
na), no se registra en manómetro de presión del
ventilador porque el ventilador registra la presión
del circuito y no la presión alveolar. Sin embargo,
si la válvula de exhalación en el respirador, está
ocluida inmediatamente antes del inicio de la si-
guiente respiración, la presión en los alvéolos y
el circuito del ventilador se equilibran. Al realizar
esta maniobra el nivel de auto-PEEP se mostrará
en el ventilador (11) (Figura 8).
Es importante señalar que este método de medir
auto-PEEP, sólo se puede utilizar cuando el pa-
ciente está recibiendo respiraciones controladas.
Cuando el paciente está tomando respiraciones
espontáneas o asistidas, la presión en el circui-
to se reducirá para iniciar el flujo de gas, y una
medición de la auto-PEEP será inalcanzable. Para
determinar si un paciente tiene auto-PEEP du-
rante las respiraciones espontáneas o asistidas,
es necesario ver las formas de la onda de flujo
en el ventilador o insertar un balón esofágico. Si
hay auto-PEEP la onda de flujo no regresará a
la línea de base antes de la siguiente respiración
(11) (Figura 9).
Mediante la inserción de un balón esofágico en
el paciente, puede medirse o determinarse la
presencia de auto-PEEP. La presión esofágica re-
fleja estrechamente la presión intrapleural. Así,
FIGURA 7. A través de la adición de CPAP o PEEP el gradiente de presión entre los alvéolos y el circuito se reduce, disminu-
yendo de ese modo el trabajo respiratorio de la inspiración.
24
Acta Colombiana de Cuidado Intensivo
Volumen 13 Suplemento 2
la cantidad de presión esofágica requerida para
iniciar el flujo de gas es un reflejo del nivel de
auto-PEEP. Monitores, tales como el monitor pul-
monar Bicore
®
, utilizan un balón esofágico con
un transductor de flujo y un sensor de presión,
que se puede añadir a la pieza en Y del circuito
del ventilador o conectar a una pieza en T en un
circuito CPAP. El monitor Bicore
®
define la auto-
PEEP como la diferencia en la presión esofágica
al final de la espiración y la presión esofágica al
inicio del flujo inspiratorio menos la sensibili-
dad (Figura 10). Bicore
®
define sensibilidad co-
mo la medición de la sensibilidad de la válvula
de demanda ventilatoria. Ésta se calcula como la
presión de la vía aérea antes del inicio del flujo
inspiratorio (11).
Volumen corriente (Tidal)
El volumen corriente se refiere a la cantidad de
aire que se entrega al paciente. El volumen co-
rriente fisiológico normal es aproximadamente
5-7 mL/kg, mientras que el objetivo tradicional de
volúmenes corrientes en la ventilación mecánica,
han sido aproximadamente de 10 a 15 mL/kg.
La justificación para el aumento del tamaño del
volumen corriente en pacientes ventilados, cons-
tituye en evitar la atelectasia y superar el espacio
muerto del circuito del ventilador y el tubo endo-
traqueal. Volúmenes corrientes inspirados y expi-
rados se grafican sobre el eje Y contra el tiempo
(Figura 11). Los pacientes con enfermedad neuro-
muscular o en postoperatorio pueden recibir 8 a
10 mL/kg y los pacientes con EPOC o asma de 6 a
8 mL/kg, por tener aumentadas las resistencias en
la vía aérea. En pacientes con SDRA o fibrosis pul-
monar, que tienen alteración en la distensibilidad,
se recomiendan 4 a 8 mL/kg. Es importante tener
FIGURA 8. Curva presión-tiempo donde se esquematiza la
auto-PEEP.
FIGURA 9. Curva presión y flujo versus tiempo. Se realiza la
visualización gráfica de la auto-PEEP.
FIGURA 10. Curva flujo tiempo. Se esquematiza la presión
esofágica en el monitor Bicore
®
.
FIGURA 11. Curva volumen-tiempo. Se muestran los com-
ponentes del volumen corriente.
25
Bases de ventilación mecánica
Ortiz y cols
en cuenta el espacio muerto mecánico que es el
volumen del circuito a través del cual se produce
la reinhalación, y que fisiológicamente se com-
porta como la prolongación del espacio muerto
anatómico (12).
Los volúmenes corrientes deben correlacionar-
se con ciertas circunstancias que pueden causar
una diferencia entre los volúmenes corrientes de
inspiración y espiración (Figura 12). El volumen
corriente espirado puede ser inferior al volumen
corriente inspirado en el siguiente caso (12):
1. Hay una fuga en el circuito del ventilador, que
hace que parte del gas suministrado al pacien-
te salga a la atmósfera.
2. Hay una fuga alrededor del tubo endotraqueal
o traqueostomía, debido a la
posición del tubo, sello inadecuado o pérdida del
manguito, haciendo que parte del gas sumi-
nistrado al paciente se pierda.
3. Hay una fuga en el paciente, como una fístu-
la broncopleural, causando que parte del gas
suministrado al paciente se filtre.
El volumen corriente espirado puede ser mayor
que el volumen corriente inspirados por adición de
vapor de agua dentro del circuito del ventilador.
Atelectasias y reclutamiento pulmonar
Entre los factores que influyen en la formación
de atelectasias en el paciente ventilado, está la
fracción inspirada de oxígeno (FIO
2
) alta; sin em-
bargo, se debe individualizar el valor según el
requerimiento y la patología de cada paciente.
El paciente obeso puede desarrollar atelectasias
ya que tiene una capacidad residual funcional
menor, por mayor presión abdominal. Las atelec-
tasias se presentan en todas las edades pero es
más frecuente en niños. Todas las cirugías que
requieran toracotomía, son un factor de riesgo
para desarrollar atelectasias (13).
Las maniobras de reclutamiento alveolar con-
sisten en un incremento sostenido de la presión
en el interior de los pulmones con el objetivo de
abrir tantas unidades alveolares como sea posi-
ble. Después del reclutamiento los alvéolos per-
manecen inflados gracias a la PEEP. Existen varios
tipos de maniobras, entre ellas la inflación sos-
tenida de 40 cm de H
2
O durante un minuto, la
repetición durante un intervalo de 15 minutos,
la elevación en tándem de la PEEP con presión
inspiratoria en modo controlada por presión y la
aplicación de tres suspiros consecutivos por mi-
nuto durante una hora (14, 15).
Flujo (V)
El flujo, se refiere a la velocidad a la cual se en-
trega o se exhala un volumen de gas por unidad
de tiempo entre dos puntos de un conducto de-
bido a un gradiente de presión (16). El flujo se
describe en litros por minuto. El flujo inspiratorio
pico es el máximo flujo entregado a un paciente
durante un tiempo determinado por el ventilador
(Figura 13).
El flujo inspiratorio tiene cuatro tipos de ondas
(onda cuadrada, onda desacelerada, onda de
FIGURA 12. Curva volumen-tiempo. Los diagramas muestran ejemplos en los que los volúmenes corrientes en la inspiración
y espiración no se correlacionan.
26
Acta Colombiana de Cuidado Intensivo
Volumen 13 Suplemento 2
flujo acelerado y onda sinusoidal). El flujo espi-
ratorio es una onda positiva tipo desacelerada.
Tiempo
El tiempo en ventilación mecánica se divide en
tiempo inspiratorio (Ti) y tiempo espiratorio (Te).
El tiempo inspiratorio es una combinación del
período de flujo inspiratorio y el tiempo necesa-
rio para hacer una pausa inspiratoria. El tiempo
inspiratorio con la adición de una pausa inspira-
toria se denomina tiempo inspiratorio total (Fi-
gura 14). El tiempo espiratorio es el tiempo que
dura la espiración. La frecuencia respiratoria es
el número de ciclos respiratorios por unidad de
tiempo que puede realizar un paciente o el ven-
tilador (17).
El tiempo inspiratorio normal en el adulto sa-
no con respiración espontánea es aproxima-
damente de 0,8-1,2 segundos. La relación
inspiración:espiración, como su nombre lo in-
dica, es una relación inspiración:espiración (I:E)
de 1:1,5 a 1:2,2; es la analogía entre la fracción
de tiempo requerida en cada ciclo para llevar
a cabo la ispiración y la espiración. Una rela-
ción I:E de 1:2, significa que el ventilador pro-
porciona una inspiración en un segundo y una
espiración en dos segundos. A veces puede ser
beneficioso aumentar el tiempo inspiratorio con
el fin de mejorar la oxigenación a través de la
adición de una pausa inspiratoria e incremen-
tar el volumen corriente en la ventilación con
presión controlada. Los efectos adversos de los
FIGURA 13. El flujo inspiratorio es graficado por encima de la línea cero, mientras que el flujo espiratorio se representa
gráficamente como una desviación negativa. Cuando el gráfico que representa el flujo es cero; no hay flujo de gas que va
dentro o fuera del paciente.
FIGURA 14. Diagrama de presión, volumen y flujo versus tiempo. Se visualizan los componentes del tiempo durante la ven-
tilación mecánica.
27
Bases de ventilación mecánica
Ortiz y cols
tiempos inspiratorios excesivamente largos, son:
compromiso hemodinámico, disincronía venti-
lador-paciente y desarrollo de auto-PEEP (17).
Sensibilidad o trigger
Se refiere al mecanismo mediante el cual el
ventilador censa el esfuerzo inspiratorio y pro-
porciona un flujo de gas o una respiración me-
cánica. Esto provoca la activación y apertura de
la válvula inspiratoria, haciendo que el total del
trabajo respiratorio sea hecho por el ventilador.
El nivel de sensibilidad debe ser adecuado pa-
ra el paciente, para que no realice un esfuerzo
adicional. La válvula de demanda se activa por
un cambio en la presión (sensibilidad por pre-
sión) o un cambio en el flujo (sensibilidad por
flujo). Es mejor la sensibilidad por flujo, ya que
es más sensible con un menor tiempo de res-
puesta (18).
Sensibilidad por presión
Se refiere a la cantidad de presión negativa que
el paciente debe generar para recibir un flujo de
aire o gas. Si la sensibilidad se ajusta a 1 cm, en-
tonces el paciente debe generar 1 cm de H
2
O de
presión negativa en el sitio de medición de pre-
sión, para que la máquina detecte el esfuerzo y
entregue un flujo de aire o gas. La sensibilidad
debe ajustarse lo más cerca posible a cero, sin
permitir que la máquina cicle espontáneamen-
te. Si la sensibilidad es demasiado alta el traba-
jo respiratorio del paciente se incrementará de
manera innecesaria (19).
A través de la observación del trazo de la gráfica
presión-tiempo o del manómetro de presión de
los ventiladores, se visualizará la frecuencia con
que la presión cae por debajo de la sensibilidad
fijada. La razón de esta caída en la presión se
debe al retardo en el tiempo mientras la presión
en el circuito cae y el ventilador proporciona un
flujo de gas. Esto se conoce como capacidad de
respuesta de demanda del ventilador. En algu-
nos ventiladores la caída de presión de las vías
respiratorias al final de la espiración es tan gran-
de como 6-8 cm H
2
O con un retardo de 0,3-
0,7 segundos en el tiempo. Los factores antes
mencionados están determinados, en parte, por
las características de la válvula de demanda y la
resistencia añadida de los circuitos inspiratorio
y espiratorio. Esto conduce a un incremento del
trabajo muscular inspiratorio y el consumo de
oxígeno (18) (Figura 15).
Sensibilidad por flujo
Es el flujo en el cual se entrega un flujo base
o continuo antes del esfuerzo inspiratorio; esto
produce un flujo espiratorio de la misma mag-
nitud. La demanda temprana del paciente por
flujo es satisfecha por el flujo base. La sensibili-
dad de flujo es definida como la diferencia entre
el flujo base y el flujo exhalado. Por lo tanto, es
la magnitud de flujo que se desvía del circuito
de exhalación al pulmón del paciente. A medida
que el paciente inhala, la sensibilidad de flujo
alcanzado la presión de flujo, se abre y activa la
válvula entregando gas fresco (18).
El tiempo necesario para el inicio del esfuerzo
inspiratorio hasta el inicio del flujo espiratorio
es considerablemente menor con la sensibilidad
por flujo, en comparación de la sensibilidad por
presión. La sensibilidad por flujo de 2 litros por
minuto, por ejemplo, el tiempo que tarda es de
75 milisegundos, mientras que el tiempo que
tarda la sensibilidad por presión de 1 cm de H
2
O
es 115 milisegundos, dependiendo del tipo de
ventilador utilizado. El uso de sensibilidad por
flujo disminuye el trabajo implicado en el inicio
de una respiración (18).
Ventilación ciclado por volumen
La ventilación ciclada por volumen ofrece un vo-
lumen fijo con presión variable (determinada por
la resistencia, distensibilidad y el esfuerzo inspi-
ratorio), flujo y tiempo inspiratorio (dependiente
FIGURA 15. Curva presión tiempo. La gráfica de la izquier-
da tiene mayor inflexión negativa, indicando pobre deman-
da de la respuesta.
28
Acta Colombiana de Cuidado Intensivo
Volumen 13 Suplemento 2
de una pausa inspiratoria, tasa de flujo y volumen
corriente), provocando el cierre de la válvula inspi-
ratoria y abriendo la válvula espiratoria.
Presiones inspiratorias
Debido a que la presión es un parámetro variable
en la ventilación ciclada por volumen, es necesa-
rio observar la presión inspiratoria del paciente y
actuar según el aumento de ésta. En la ventila-
ción ciclada por volumen, la presión inspiratoria
varía en respuesta al tamaño de la respiración su-
ministrada, la resistencia del tubo endotraqueal
o traqueostomía, la resistencia de las vías aéreas
superiores, la distensibilidad del paciente y el es-
fuerzo inspiratorio. Al monitorizar la presión pico
y la presión meseta en la ventilación ciclada por
volumen, es posible obtener una estimación de la
resistencia y la distensibilidad del paciente (20).
Si se presenta una gran diferencia entre la pre-
sión pico y la presión meseta, indica un aumen-
to en la resistencia. Una presión meseta elevada
revela una disminución de la distensibilidad.
Cuando se presenta una gran diferencia entre la
presión pico y la presión plato con una presión
plato elevada se presenta un aumento de la re-
sistencia y una disminución de la distensibilidad
combinadas (20).
Formas de las ondas de flujo
En la ventilación ciclada por volumen, el flujo
inspiratorio se controla por el flujo pico y el flu-
jo de onda. El flujo pico es la cantidad máxima
de flujo suministrado al paciente durante la ins-
piración, mientras que el flujo de la onda deter-
mina la rapidez con la que se suministra el gas
al paciente a lo largo de las diversas etapas del
ciclo inspiratorio. Hay cuatro tipos diferentes de
formas de onda de flujo disponibles: cuadrada,
desacelerada (descenso), acelerada y sinusoidal
(Figura 16). Los más comunes en el uso dia-
rio son la cuadrada y la desacelerada de rampa
descendente (21).
Onda cuadrada
La forma cuadrada de onda de flujo proporciona
un flujo constante durante la inspiración en el
ventilador. Si por ejemplo, la tasa de flujo pico
se fija en 60 lpm, el paciente recibirá 60 lpm du-
rante la inspiración. Esto suministra un volumen
fijo tanto en el inicio, como al final de la fase
inspiratoria. La presión de la vía aérea aumenta
de forma lineal, con un rápido incremento de la
resistencia del tubo endotraqueal (21).
Onda de desaceleración
La onda de desaceleración de flujo entrega un
flujo alto en el inicio de la inspiración y disminu-
ye lentamente hasta que alcanza un porcentaje
del flujo pico inspiratorio. La mayor parte del vo-
lumen se entrega al inicio de la inspiración, y la
presión de la vía aérea hace que tome una forma
rectangular. Este patrón mejora la distribución del
gas, ya que reduce el espacio muerto e incremen-
ta la oxigenación y la ventilación alveolar (21).
FIGURA 16. Curva flujo-tiempo. Se grafican los cuatro tipos de ondas en el flujo. A. Cuadrada, B. Desacelerada, C. Acelerada
y D. Onda sinusoidal.
29
Bases de ventilación mecánica
Ortiz y cols
Forma de onda de aceleración
La forma de onda de aceleración de flujo, inicial-
mente proporciona una fracción del flujo inspira-
torio pico y aumenta en forma constante la tasa
de flujo, hasta que el flujo máximo ha sido alcan-
zado (21).
Forma de onda sinusoidal
La forma de onda sinusoidal fue diseñada para que
coincida con la forma de onda de flujo normal de
un paciente que respira espontáneamente (21).
Flujo pico y forma de la onda de flujo
La velocidad de flujo debe ajustarse para que
coincida con la demanda inspiratoria del pacien-
te. Cuando los requisitos del flujo inspiratorio del
paciente exceden la frecuencia de flujo impuesto
para el trabajo respiratorio, el paciente se des-
acopla con el ventilador y empieza a fatigarse.
Cuando la tasa de flujo no es capaz de satisfa-
cer los requisitos del paciente, la presión muestra
una curva “excavada” o en depresión (Figura 17),
lo cual se denomina “inanición de flujo” (21).
La forma de onda de flujo desacelerado, es la
forma de onda más utilizada ya que produce la
presión inspiratoria pico más baja de todas las
formas de onda de flujo; esto se debe a las carac-
terísticas de la expansión alveolar. Inicialmente,
se requiere una velocidad de flujo alta para abrir
los alvéolos. Una vez se ha producido la apertu-
ra alveolar, una velocidad baja es suficiente para
mantener el alvéolo abierto. Las formas de onda
que producen una alta velocidad de flujo al final
de la inspiración (formas de onda en aceleración
y forma cuadrada), exceden las necesidades de
flujo para la expansión alveolar, lo que resulta en
elevación de la presión inspiratoria pico (21).
Tiempo inspiratorio
En la mayoría de ventiladores ciclados por volu-
men que se usan en cuidados intensivos, no es
posible ajustar el tiempo inspiratorio ya que está
determinado por el flujo inspiratorio pico, la for-
ma de onda de flujo y la pausa inspiratoria. El
tiempo inspiratorio puede ser programado; el flu-
jo se vuelve dependiente del tiempo inspiratorio
y del volumen corriente (22). Si un paciente tiene
los siguientes parámetros ventilatorios: volumen
corriente 1.000 mL, flujo pico 60 lpm, forma de
onda de flujo cuadrada y pausa inspiratoria de 0
segundos, el tiempo inspiratorio sería de un se-
gundo porque el gas está entregándose constan-
te a un flujo de 60 lpm, que es igual a un litro por
segundo. Si se presenta una pausa inspiratoria de
0,5 segundos, el tiempo inspiratorio aumenta a
1,5 segundos. Se presenta un cambio de onda de
flujo, que inicialmente es cuadrada, a una forma
de onda desacelerada, sin alterar la velocidad de
flujo, que se traducirá en un aumento del tiempo
inspiratorio, ya que el flujo de gas es sólo fijado
inicialmente en 60 lpm y disminuye durante la
inspiración (22) (Figura 18).
Ventajas de la ventilación ciclada por
volumen
Facilidad de uso
Debido a la aplicación generalizada de la venti-
lación ciclada por volumen, se ha convertido en
un tipo de ventilación familiar para el personal de
cuidado crítico (22).
FIGURA 17. Curva presión, flujo y volumen vs. tiempo. Re-
presentación gráfica de una onda de flujo que no satisface
los requerimientos del paciente.
30
Acta Colombiana de Cuidado Intensivo
Volumen 13 Suplemento 2
Volúmenes establecidos
Una de las principales ventajas de la ventilación
cíclica por volumen es la capacidad de establecer
un volumen corriente determinado. Esto es de
importancia para el paciente que requiere una re-
gulación estricta de la eliminación del dióxido de
carbono. Los pacientes neuroquirúrgicos a me-
nudo precisan de una regulación de CO
2
, porque
el dióxido de carbono es un potente vasodilata-
dor. Los niveles elevados de dióxido de carbono,
en este grupo de pacientes, pueden aumentar el
volumen sanguíneo cerebral y, de manera con-
comitante, elevar la presión intracraneal, lo que
además puede disminuir el suministro de sangre
oxigenada al cerebro y conducir a isquemia ce-
rebral. A la inversa, un CO
2
bajo puede causar
constricción de la vasculatura cerebral, resultan-
do en un suministro de oxígeno disminuido e is-
quemia cerebral. Por estas razones, la ventilación
ciclada por volumen es a menudo el modo de
elección para los pacientes que requieren esta re-
gulación (22).
Desventajas de la ventilación ciclada por
volumen
Las principales desventajas de la ventilación ci-
clada por volumen son la presión variable y ta-
sa de flujo establecida. Por tanto, es necesario
monitorizar estrechamente la presión inspiratoria
del paciente y observarlo en busca de signos de
“inanición de flujo” (22).
Debido a las limitaciones de la ventilación cicla-
da por volumen, los métodos de ventilación del
paciente con presión fija y tasa de flujo variable
(por ejemplo, ventilación controlada por soporte
y presión) están ahora ampliamente disponibles.
Los nuevos tipos de ventiladores combinan la ca-
pacidad para fijar un volumen corriente, presión
pico y tasa de flujo variable (23).
Ventilación por presión soporte
El objetivo principal de la ventilación soportada
por presión es asistir la actividad muscular respi-
ratoria de manera que permitirá mejorar la efi-
cacia de esfuerzo del paciente y reducir la carga
de trabajo. La ventilación soportada por presión
sólo se aplica a las respiraciones espontáneas y
tiene una presión fija (presión soporte asociada
a CPAP/PEEP), volumen y tasa de flujo variables,
determinados por las resistencia, la distensibili-
dad, el esfuerzo inspiratorio y el nivel de presión
de soporte. La ventilación soportada por pre-
sión tiene un tiempo inspiratorio variable. Posee
un sistema de ciclado apagado cuando el flujo
inspiratorio del paciente disminuye a un valor
determinado por el fabricante del ventilador
(22) (Figura 19).
La ventilación con presión soporte tiene una pre-
sión preestablecida que se dispara cada vez que
el paciente respira y lo apoya. Esto proporciona
una presión positiva, que está sincronizada con
el esfuerzo inspiratorio del paciente. La presión
soporte permanece continua tanto al inicio como
al final de la respiración. Durante la inspiración la
presión de las vías respiratorias se eleva hasta el
nivel prefijado de presión soportada. La veloci-
dad de presurización podrá ser fijada por el ven-
tilador o ajustada por el tiempo (22).
FIGURA 18. Curva flujo tiempo. Cambio de la forma de
onda con aumento del tiempo inspiratorio.
31
Bases de ventilación mecánica
Ortiz y cols
La presión inspiratoria en la ventilación soporta-
da por presión es establecida por el operador. La
presión pico es determinada por la suma de pre-
sión soporte a nivel de CPAP/PEEP, es decir, pre-
sión pico = presión soporte + CPAP / PEEP. No
hay presiones meseta en respiración soportadas
por presión, ya que es imposible lograr una pau-
sa inspiratoria (22).
Debido a que el programa del ventilador se ajus-
ta para alcanzar una presión preestablecida, la
velocidad de flujo en el ventilador debe respon-
der a la resistencia del tubo endotraqueal o tra-
queostomía, la resistencia de las vías respiratorias
y la distensibilidad del paciente, y el esfuerzo ins-
piratorio (22).
El flujo en la presión soporte puede variar de ma-
nera que el nivel predeterminado de presión por
soporte, se logra y se mantiene durante toda la
respiración. El flujo no puede ser establecido por
el operador. Asimismo, la forma de la onda no
se puede establecer, pero tiende a desacelerarse.
Inicialmente, se administra una alta tasa de flu-
jo con el fin de distender los alvéolos y superar
la resistencia del tubo endotraqueal. Una vez el
alvéolo está abierto y la presión preestablecida,
se obtiene una disminución de la tasa de flujo,
produciendo una forma de onda de flujo desace-
lerada (22).
La finalización de la respiración con presión so-
porte se basa en la disminución del flujo inspira-
torio. Los ciclos de apagado inspiratorio (cycling
off) se presentan cuando el flujo inspiratorio cae
a un valor predeterminado. Este valor puede
ser un porcentaje del flujo inspiratorio pico (por
ejemplo 25%) o una cantidad fija de flujo (por
ejemplo, 4 litros/min). La disminución del flujo
inspiratorio sugiere que los músculos inspirato-
rios del paciente están relajados y que éste se
acerca cada vez más al final de la inspiración. En
este punto, la fase inspiratoria cicla apagada. El
ventilador termina la presión soporte y abre la
válvula de exhalación. La fase espiratoria se libe-
ra, y vuelve a la presión de base, que puede ser el
nivel de CPAP/PEEP aplicado (22).
Finalmente, la ventilación con presión soporte se
define como un modo ventilatorio que está ini-
ciado por el paciente, con una presión prefijada,
con volumen, tiempo inspiratorio y flujo variable,
que además está ciclado por flujo (22).
Aplicación de presión soporte
La ventilación con presión soporte puede ayu-
dar a compensar el incremento del trabajo
muscular respiratorio requerido para la respi-
ración, a través de un tubo endotraqueal y una
válvula de demanda. La interrupción del flujo a
un porcentaje determinado del flujo pico pro-
duce una disminución del tiempo inspiratorio,
mejorando la sincronía ventilador-paciente en
la enfermedad pulmonar obstructiva. Contra-
riamente, el ciclado a porcentajes menores se
vincula con aumento del tiempo inspiratorio
facilitando la adaptación al paciente con en-
fermedad restrictiva (23).
Presurización
Una vez que ha iniciado la inspiración el venti-
lador suministra un flujo inspiratorio alto que
disminuye, en respuesta a los esfuerzos del pa-
ciente, durante todo el ciclo de inspiración. El
mecanismo servo regulador del ventilador se
FIGURA 19. Curva presión, flujo y volumen versus tiempo.
Curvas de la ventilación por presión soporte.

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