Gli obiettivi della ventilazione meccanica nella ARDS sono di mantenere l’ossigenazione evitando la tossicità dell’ossigeno e le complicazioni della ventilazione meccanica. Generalmente, questo comporta il mantenimento della saturazione di ossigeno nell’intervallo 85-90%, con l’obiettivo di ridurre la frazione di ossigeno ispirata (FiO2) a meno del 65% entro le prime 24-48 ore. Il raggiungimento di questo obiettivo richiede quasi sempre l’uso di livelli da moderati ad alti di pressione positiva di fine espirazione (PEEP).
Studi sperimentali hanno dimostrato che la ventilazione meccanica può promuovere un tipo di lesione polmonare acuta definita lesione polmonare associata al ventilatore. Una strategia di ventilazione protettiva che utilizza bassi volumi correnti e pressioni di plateau limitate migliora la sopravvivenza rispetto ai volumi e alle pressioni correnti convenzionali.
In uno studio dell’ARDS Network, i pazienti con ALI e ARDS sono stati randomizzati alla ventilazione meccanica con un volume corrente di 12 mL/kg di peso corporeo previsto e una pressione inspiratoria di 50 cm di acqua o meno o con un volume corrente di 6 mL/kg e una pressione inspiratoria di 30 cm di acqua o meno; lo studio è stato interrotto presto dopo che l’analisi intermedia di 861 pazienti ha dimostrato che i soggetti nel gruppo a basso volume corrente avevano un tasso di mortalità notevolmente inferiore (31% contro 39,8%).
Mentre gli studi precedenti che impiegavano bassi volumi tidalici permettevano ai pazienti di essere ipercapnici (ipercapnia permissiva) e acidotici per raggiungere gli obiettivi di ventilazione protettiva del basso volume tidalico e della bassa pressione inspiratoria delle vie aeree, lo studio ARDS Network permetteva aumenti della frequenza respiratoria e la somministrazione di bicarbonato per correggere l’acidosi. Questo può spiegare l’esito positivo di questo studio rispetto agli studi precedenti che non erano riusciti a dimostrare un beneficio.
Si raccomanda quindi una ventilazione meccanica con un volume corrente di 6 mL/kg di peso corporeo previsto, con regolazione del volume corrente fino a 4 mL/kg se necessario per limitare la pressione di plateau inspiratorio a 30 cm di acqua o meno. Aumentare la velocità del ventilatore e somministrare bicarbonato secondo necessità per mantenere il pH a un livello quasi normale (7,3).
Nello studio ARDS Network, i pazienti ventilati con volumi tidal più bassi hanno richiesto livelli più alti di PEEP (9,4 vs 8,6 cm di acqua) per mantenere la saturazione di ossigeno all’85% o più. Alcuni autori hanno ipotizzato che i livelli più alti di PEEP possano anche aver contribuito al miglioramento dei tassi di sopravvivenza. Tuttavia, un successivo studio dell’ARDS Network sui livelli di PEEP più alti rispetto a quelli più bassi nei pazienti con ARDS non ha mostrato alcun beneficio da livelli di PEEP più alti in termini di sopravvivenza o di durata della ventilazione meccanica.
La mancanza di efficacia di livelli più alti di PEEP potrebbe essere legata al fatto che i livelli raccomandati di PEEP nello studio ARDS Network erano basati sull’ossigenazione e non individualizzati in base alla meccanica polmonare. L’ARDS è un processo disomogeneo e i pazienti possono avere diversi modelli di lesioni polmonari e diverse meccaniche della parete toracica. La misurazione delle pressioni esofagee con un catetere a palloncino esofageo permette di stimare la pressione transpolmonare. Basare la strategia del ventilatore su queste pressioni mentre la PEEP viene titolata potrebbe permettere di determinare i livelli di “migliore PEEP” per migliorare l’ossigenazione e minimizzare il volutrauma e l’atelettasia.
Utilizzare la strategia di ventilazione protettiva di volumi tidal più bassi, pressione di plateau limitata e PEEP più alta migliora la sopravvivenza nell’ARDS. Amato et al, attraverso una revisione retrospettiva di più di 3500 pazienti con ARDS riportati in nove studi precedenti, hanno scoperto che la variabile di ventilazione più importante nel determinare la sopravvivenza è il delta P (pressione di plateau meno PEEP). Il delta P è un riflesso della compliance polmonare ed è affidabile per predire la sopravvivenza nei pazienti con ARDS che non respirano spontaneamente. In questi pazienti, livelli più bassi di delta P migliorano la sopravvivenza. Livelli più alti di PEEP e volumi tidal più bassi non hanno migliorato la sopravvivenza, a meno che non fossero associati a livelli più bassi di delta P.
L’uso di paralitici rimane controverso. I pazienti con ARDS grave possono anche beneficiare dell’uso precoce di agenti bloccanti neuromuscolari. In un gruppo di pazienti con ARDS grave (PaO2/FiO2< 120) diagnosticata entro 48 ore, la paralisi con cisatracurio per le 48 ore successive ha dimostrato di migliorare la mortalità a 90 giorni, rispetto al placebo (31,6% per il cisatracurio vs 40,7% per il placebo); aumentare i giorni senza ventilatore e ridurre il barotrauma. Non c’era una maggiore incidenza di debolezza muscolare prolungata nel gruppo che era paralizzato. Tuttavia, uno studio più recente nel 2019 su pazienti con un rapporto PaO2/FiO2 inferiore a 150 mm Hg per meno di 48 ore non ha dimostrato alcun miglioramento nella mortalità, nei giorni senza ventilatore o nei tassi di barotrauma. Gli agenti bloccanti neuromuscolari dovrebbero essere usati selettivamente. Questi agenti possono essere utili nei pazienti con ARDS molto grave, in quelli che hanno problemi a sincronizzare la respirazione con il ventilatore e nei pazienti con scarsa compliance polmonare.
I medici curanti non dovrebbero usare i paralizzanti in tutti i casi; piuttosto, dovrebbero usarli solo in quelli in cui si prevede che la durata della ventilazione superi alcune ore. I pazienti non dovrebbero rimanere ventilati più a lungo del tempo necessario perché i paralitici abbiano il loro effetto. La durata della paralisi dipenderà dalla condizione.
Uno studio di Jaber et al ha esaminato la debolezza diaframmatica durante la ventilazione meccanica insieme alla relazione tra la durata della ventilazione meccanica e la lesione o atrofia diaframmatica. Lo studio ha determinato che periodi più lunghi di ventilazione meccanica sono stati associati con una lesione ultrastrutturale delle fibre significativamente maggiore, un aumento delle proteine ubiquitate, una maggiore espressione del fattore nucleare p65-kB, maggiori livelli di proteasi attivate dal calcio e una diminuzione della sezione trasversale delle fibre muscolari nel diaframma. La conclusione è stata che la debolezza, la lesione e l’atrofia possono verificarsi rapidamente nei diaframmi dei pazienti in ventilazione meccanica e sono significativamente correlati alla durata del supporto del ventilatore.
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Pressione positiva di fine espirazione e pressione positiva continua delle vie aeree
La SARDS è caratterizzata da grave ipossiemia. Quando l’ossigenazione non può essere mantenuta nonostante le alte concentrazioni di ossigeno ispirate, l’uso della CPAP o della PEEP di solito promuove un miglioramento dell’ossigenazione, permettendo di ridurre la FiO2.
Con la PEEP, la pressione positiva è mantenuta durante l’espirazione, ma quando il paziente inspira spontaneamente, la pressione delle vie aeree diminuisce fino a sotto zero per innescare il flusso d’aria. Con la CPAP, viene utilizzata una valvola di domanda a bassa resistenza per consentire il mantenimento continuo della pressione positiva. La ventilazione a pressione positiva aumenta la pressione intratoracica e quindi può diminuire la portata cardiaca e la pressione sanguigna. Poiché la pressione media delle vie aeree è maggiore con la CPAP rispetto alla PEEP, la CPAP può avere un effetto più profondo sulla pressione sanguigna.
In generale, i pazienti tollerano bene la CPAP, e la CPAP viene solitamente utilizzata piuttosto che la PEEP. Si ritiene che l’uso di livelli appropriati di CPAP migliori l’esito dell’ARDS. Mantenendo gli alveoli in uno stato di espansione durante tutto il ciclo respiratorio, la CPAP può diminuire le forze di taglio che promuovono le lesioni polmonari associate al ventilatore.
Il metodo migliore per trovare il livello ottimale di CPAP nei pazienti con ARDS è controverso. Alcuni favoriscono l’uso di una CPAP appena sufficiente a permettere la riduzione della FiO2 al di sotto del 65%.
Un altro approccio, favorito da Amato et al, è il cosiddetto approccio a polmone aperto, in cui il livello appropriato è determinato dalla costruzione di una curva statica pressione volume. Questa è una curva a forma di S, e il livello ottimale di PEEP è appena sopra il punto di flesso inferiore. Usando questo approccio, il livello medio di PEEP richiesto è di 15 cm di acqua.
Tuttavia, come notato sopra, uno studio dell’ARDS Network sui livelli di PEEP più alti rispetto a quelli più bassi nei pazienti con ARDS non ha trovato vantaggiosi livelli di PEEP più alti. In questo studio, il livello di PEEP è stato determinato da quanto ossigeno inspirato era necessario per raggiungere una saturazione di ossigeno dell’88-95% o una pressione parziale di ossigeno (PO2) di 55-80 mm Hg. Il livello di PEEP era in media 8 nel gruppo con PEEP inferiore e 13 nel gruppo con PEEP superiore. Nessuna differenza è stata mostrata nella durata della ventilazione meccanica o nella sopravvivenza alla dimissione dall’ospedale.
Una revisione del 2010 di Briel et al ha trovato che il trattamento con livelli più alti di PEEP non ha dimostrato alcun vantaggio rispetto al trattamento con livelli più bassi in pazienti con ALI o ARDS; tuttavia, tra i pazienti con ARDS, livelli più alti sono stati associati a una migliore sopravvivenza.
Uno studio di Bellani et al ha trovato che nei pazienti con ALI gestiti con PEEP relativamente alta, l’attività metabolica delle regioni aerate era associata alla pressione di plateau e al volume tidal regionale normalizzato dal volume dei gas polmonari di fine espirazione; nessuna associazione è stata trovata tra reclutamento/dereclutamento ciclico e aumento dell’attività metabolica.
Ventilazione controllata dalla pressione e ventilazione ad alta frequenza
Se sono necessarie alte pressioni inspiratorie delle vie aeree per fornire anche bassi volumi correnti, può essere avviata la ventilazione controllata dalla pressione (PCV). In questa modalità di ventilazione meccanica, il medico imposta il livello di pressione superiore alla CPAP (delta P) e il tempo inspiratorio (I-time) o il rapporto inspiratorio/espiratorio (I:E). Il volume corrente risultante dipende dalla compliance polmonare e aumenta con il miglioramento dell’ARDS. La PCV può anche risultare in una migliore ossigenazione in alcuni pazienti che non vanno bene con la ventilazione a volume controllato (VCV).
Se l’ossigenazione è un problema, tempi di I più lunghi, in modo che l’inspirazione sia più lunga dell’espirazione (ventilazione con rapporto I:E inverso) possono essere vantaggiosi; sono stati usati rapporti fino a 7:1. La PCV, utilizzando pressioni di picco più basse, può anche essere vantaggiosa in pazienti con fistole broncopolmonari, facilitando la chiusura della fistola.
Le prove indicano che la PCV può essere vantaggiosa nell’ARDS, anche senza le circostanze speciali menzionate. In uno studio multicentrico controllato che ha confrontato la VCV con la PCV in pazienti con ARDS, Esteban ha scoperto che la PCV ha portato a un minor numero di fallimenti del sistema degli organi e a tassi di mortalità inferiori rispetto alla VCV, nonostante l’uso degli stessi volumi corrente e pressioni inspiratorie di picco. È necessario uno studio più ampio prima di formulare una raccomandazione definitiva.
La ventilazione ad alta frequenza (a getto o oscillatoria) è una modalità di ventilazione che utilizza bassi volumi correnti (circa 1-2 mL/kg) e alte velocità respiratorie (3-15 respiri al secondo). Dato che la distensione degli alveoli è nota per essere uno dei meccanismi che promuovono il danno polmonare associato al ventilatore, la ventilazione ad alta frequenza dovrebbe essere benefica nell’ARDS. I risultati degli studi clinici che confrontano questo approccio con la ventilazione convenzionale negli adulti hanno generalmente dimostrato un miglioramento precoce dell’ossigenazione ma nessun miglioramento della sopravvivenza.
Il più grande studio controllato randomizzato comprendeva 548 adulti con ARDS da moderata a grave che sono stati randomizzati alla ventilazione convenzionale o alla ventilazione oscillatoria ad alta frequenza (HFOV). Questo studio è stato interrotto precocemente per danni a causa di un tasso di mortalità in ospedale del 47% nei pazienti che ricevevano la HFOV e del 35% nel braccio convenzionale. Pertanto, la HFOV non è raccomandata come strategia di trattamento per l’ARDS.
Anche la ventilazione liquida parziale è stata provata nell’ARDS. Uno studio randomizzato e controllato che l’ha confrontata con la ventilazione meccanica convenzionale ha stabilito che la ventilazione liquida parziale comportava un aumento della morbilità (pneumotorace, ipotensione ed episodi ipossemici) e una tendenza a una maggiore mortalità.
Ventilazione a rilascio di pressione delle vie aeree
La ventilazione a rilascio di pressione delle vie aeree (APRV) è un’altra modalità ventilatoria che utilizza una lunga durata (T alta) di una elevata pressione positiva delle vie aeree (P alta) seguita da una breve durata (T bassa) a una bassa pressione (P bassa). Il tempo trascorso a una P alta rispetto alla P bassa è un rapporto inverso rispetto ai modelli di respirazione normali. Per esempio, un paziente può trascorrere 5,2 secondi a P alta e 0,8 secondi a P bassa. La teoria è che il tempo a P alta aumenta significativamente e mantiene il reclutamento alveolare, migliorando così l’ossigenazione. L’APRV può migliorare l’ossigenazione, ma non ci sono stati studi randomizzati e controllati che dimostrino un miglioramento della sopravvivenza nell’ARDS. I medici dovrebbero usare cautela con l’APRV nei pazienti con malattia polmonare ostruttiva, a causa del tempo di espirazione relativamente breve e della possibile iperinflazione e barotrauma.
Posizione prona
Circa il 60-75% dei pazienti con ARDS hanno un’ossigenazione significativamente migliore quando vengono girati dalla posizione supina a quella prona. Il miglioramento dell’ossigenazione è rapido e spesso abbastanza sostanziale da permettere riduzioni della FiO2 o del livello della CPAP. La posizione prona è sicura, con precauzioni appropriate per fissare tutti i tubi e le linee, e non richiede attrezzature speciali. Il miglioramento dell’ossigenazione può persistere dopo che il paziente è tornato alla posizione supina e può verificarsi su prove ripetute in pazienti che non hanno risposto inizialmente.
Meccanismi possibili per il miglioramento notato sono il reclutamento di zone polmonari dipendenti, una maggiore capacità funzionale residua (FRC), una migliore escursione diaframmatica, una maggiore gittata cardiaca e una migliore corrispondenza ventilazione-perfusione.
Nonostante una migliore ossigenazione con la posizione prona, i primi studi randomizzati controllati della posizione prona in ARDS non hanno dimostrato una migliore sopravvivenza. In uno studio italiano, il tasso di sopravvivenza alla dimissione dall’ICU e il tasso di sopravvivenza a 6 mesi erano invariati rispetto ai pazienti sottoposti a trattamento in posizione supina, nonostante un miglioramento significativo dell’ossigenazione. Questo studio è stato criticato perché i pazienti sono stati tenuti in posizione prona per una media di sole 7 ore al giorno. Inoltre, un successivo studio francese, in cui i pazienti erano in posizione prona per almeno 8 ore al giorno, non ha documentato un beneficio dalla posizione prona in termini di mortalità a 28 o 90 giorni, durata della ventilazione meccanica o sviluppo di polmonite associata al ventilatore (VAP). Tuttavia, un successivo studio controllato randomizzato in cui i pazienti con ARDS grave sono stati messi in posizione prona presto e per almeno 16 ore al giorno ha mostrato un significativo beneficio di mortalità. In questo studio, i pazienti con ARDS grave (PaO2/FiO2 di < 150) sono stati randomizzati alla posizione prona dopo 12-24 ore di stabilizzazione. Il tasso di mortalità a 28 giorni era del 16% nel gruppo prono e del 32,8% nel gruppo supino. I pazienti sono stati girati manualmente. Non era necessario un letto specializzato.