Post on 03-Jun-2015
DISFUNÇÃO RESPIRATÓRIADoença respiratória (pulmonar) grave
Antonio Soutoacasouto@bol.com.br
Medicina Intensiva Pediátrica & NeonatalFaculdades Integradas Padre Albino
Hospital Padre Albino – Catanduva / SP
Função respiratória
Função respiratória
Overview of Gas Exchange in the Lungs
Adapted from: Costanzo, LS. Physiology, 1st ed. 1998.
Definição
� condição clínica na qual o sistema respiratório não consegue manter os valores da pressão arterial de oxigênio (PaO2) e/ou da pressão arterial de gás carbônico (PaCO2) dentro dos limites da normalidade, para determinada demanda metabólica
� PaO2 ≤ 60 mmHg e/ou PaCO2 > 45 mmHg
How is respiratory failure defined??
� Historically usually PaO2 <60 mm Hg, PaCO2 > 50 mm Hg
� Obviously must take into account patient’s anatomy (ie ? cyanotic heart lesion)
� Can develop acutely or over days� How the patient looks is usually incorporated into
diagnosis/management� Symptoms/Severity dependent on acuity
MecânicaPromoção de fluxo
Promo ção de fluxo Gradiente de pressão
Difusão
Ventila ção-perfusão
Transporte de oxigênio (DO2)
� TO2 = DC x CaO2
� CaO2 = (1,36 x Hb x SaO2) + (0,003 x PaO2)
� TO2 = DC x [(1,36 x Hb x SaO2) + (0,003 x PaO2)]
Definição
VO2
DO2
O2
Hipóxia•Estagnante (DC)
•Anêmica (Hb)
•Hipoxêmica(SaO2)
•Citopática(Mitocondrial)
•CHOQUE
INSUFICIÊNCIA RESPIRATÓRIA
Transporte de oxigênio (DO2)
Definition continued...
� Historical definition includes “Type 1” vs. “Type 2”respiratory failure
� Basically hypoxic vs. hypercarbic respiratory failure
� Best way to think about it is oxygenation vs. ventilation failure
Why we care about hypoxemia/hypercarbia?
Hypoxemia:
– Significant hypoxemia can lead to tissue hypoxia and anaerobic metabolism
– Different organ systems have different thresholds for tolerating hypoxemia (CNS and heart most vulnerable)
– Arterial PO2 is only one component of oxygen delivery (DO2), other important factors include hemoglobin level, cardiac output
– Rising serum lactate is an indicator of significant tissue hypoxia
Why we care about hypoxemia/hypercarbia?
Hypercarbia:
� Controversial topic with emergence of permissive hypercapnia in treatment of ALI/ARDS
� Definite CNS effects such as narcosis, mental clouding at high levels
� Adverse effects of acidosis produced by hypercarbia maybe overstated
� Has demonstrated in vitro protective effects of mechanical ventilation induced lung damage
Ventila ção
� Renovação do gás alveolar
� Ação integrada entre o centro respiratório, vias nervosas, caixa torácica (estrutura osteomuscular) e os pulmões
� VA = (VT – VD)f– VA = ventilação alveolar.
– VT= volume corrente.– VD= volume do espaço morto, anatômico.
– f=freqüência respiratória.
Diferença alvéolo-arterial de oxigênio
P(A-a)O2 = [FiO2 (PB -47) – (PaCO2/R) – PaO2]
� FiO2 = fração inspirada de oxigênio.� PB = pressão barométrica local.� 47 mmHg = pressão de vapor de água nas vias aéreas� R = quociente respiratório, � PaCO2 e PaO2 = gases arteriais
� o gradiente alveolo-arterial de oxigênio é, normalmente, pequeno, entre 5 e 10 mmHg, alargando-se na presença de IR
The A-a Gradient
� In general terms, the A-a gradient is a measure of how effectively oxygen that is in your alveoli moves into your pulmonary vasculature.
� The A-a gradient = PAO2 – PaO2
� Normal A-a gradient ≈ (age + 10) / 4
Alveolar-Arterial O 2 gradient
� Normal P(A-a)O2 gradient: 5-10 mm of Hg� A sensitive indicator of disturbance of gas exchange.� Useful in differentiating extrapulmonary and pulmonary
causes of resp. failure.� For any age, an A-a gradient > 20 mm of Hg is always
abnormal.
CLASSIFICAÇÃO
� tipo I (hipoxêmica) alveolo -capilar
� Hipoxemia, quedas da PaO2 � Ventilação está mantida, valores normais ou
reduzidos da PaCO2
� Elevação do gradiente alveolo-arterial de oxigênio devido a distúrbios da relação V/Q
� Doenças que afetam, primariamente, vasos, alvéolos e interstício pulmonar.
CLASSIFICAÇÃO
� tipo II (hipercápnica) insuficiência ventilatória
� Comum hipoxemia em pacientes respirando ar ambiente
� Presente em pacientes com pulmão normal � Freqüentemente, sobrepõe-se a casos de IR tipo I,
quando a sobrecarga do trabalho respiratório precipita a fadiga dos músculos respiratórios
Hypercapnia - Etiologies
VCO2 x PI
RR (VT – VD)PaCO2 =
↑VCO2 (Hypermetabolism)Fever
Seizures
SepsisHyperalimentation
↓RR (Central hypoventilation)Drugs
Brainstem lesions
Obesity-hypoventilation syndrome
↓VT
Skeletal muscle weakness
Impaired neuromuscular transmission
↓ Lung / chest wall complianceAirway obstruction
COPD
AsthmaObstructive sleep apnea
↑VD
Excessive PEEP
Hypoxemia - Etiologies
PaO2 = [FIO2 (PI – PH2O)] – (PaCO2 / RQ) – (A-a gradient)
↑ A-a gradientV/Q mismatch
COPD
Pulmonary embolusPneumonia
Pulmonary edema
Anatomic shuntRight to left intracardiac shuntsPulmonary AVMs
Impaired diffusionEmphysemaPulmonary fibrosis
↓ FIO2
Suffocation
↓ PI
High altitude
↑ PaCO2
As above
P(A-a)O2 = [FiO2 (PB -47) – (PaCO2/R) – PaO2]
� O cálculo do gradiente alveolo-arterial de oxigênio permite diferenciar os tipos de IR.
� Hipoxemia com gradiente aumentado indica defeito nas trocas alveolo-capilares e aponta para IR tipo I.
� Hipoxemia com gradiente normal é compatível com hipoventilação alveolar (IR tipo II).
The Problem: Lung Injury
Etiology In Children
Other 4%
Hemorrhage 5%
Trauma 5%
Noninfectious Pneumonia 14%
Cardiac Arrest 12%
Septic Syndrome 32%
Infectious Pneumonia 28%
Davis et al., J Peds 1993;123:35
QUADRO CLÍNICO
� Doença de base / Grau de disfunção
� Mecanismos envolvidos são diversos� Apresentação clínica muito variada
� Sintomas e sinais comuns– Relacionam-se com as alterações dos gases
sangüíneos.
QUADRO CLÍNICO
� Dispnéia e elevações das freqüências respiratória e cardíaca
� Hipoxemia/ Elevações agudas do gás carbônico
� Manifestações neurológicas– diminuição da função cognitiva, deterioração da capacidade de
julgamento, agressividade, incoordenação motora e mesmo coma
� Manifestações cardiovasculares– Elevações iniciais da freqüência cardíaca, do débito cardíaco e
vasodilatação arterial difusa, seguidos por depressão miocárdica, bradicardia, choque circulatório, arritmias e parada cardíaca
DIAGNÓSTICO
� História clínica
� Exame físico� Exames complementares
Clinical decision making…
� Acute vs. Chronic (hours to days)– Helps in deciding acuity of treatment– Progression of illness also important (from parents usually)
� What is underlying chronic disease? (if present)– i.e. Asthma, congenital heart disease…
� Examine patient!!– Work of breathing, LOC, Vitals (O2 sat, HR…)
� What tests to order???
DIAGNÓSTICO
� Exame físico do tórax � Uso de músculos acessórios da respiração� Presença de movimento paradoxal, do abdômen
� A presença, na inspiração, de assincroniatoraco-abdominal, com expansão do tórax e retração simultânea das porções superiores da parede abdominal, significa fadiga diafragm ática e risco de apnéia eminente, sendo indicação para instalação de ventilação mecânica.
DIAGNÓSTICO
� A confirmação pela análise dos gases sangüíneos.
� SaO2 inferior a 90% é fortemente indicativa do diagnóstico.
� A coleta de uma gasometria arterial éobrigatória.
� Troca gasosa inadequada– PaO2 é menor que 60mmHg, – PaCO2 ultrapassa 45mmHg
Status of ABG
Arterial Blood Gas analysis: single most important lab
test for evaluation of respiratory failure .
Evaluation of Respiratory failure
The following parameters are important in evaluation of respiratory failure:
1. PaO2
2. PaCO2
3. Alveolar-Arterial PO 2 GradientP(A-a)O2 Gradient = PIO2 – PaCO2 / Rwhere PiO2 = partial pressure of inspired air,R = 0.8
4. Hyperoxia Test
DIAGNÓSTICO
DIAGNÓSTICO
� PaO2/FiO2 inferior a 300
� Estimativa da PaO2 prevista para a idade, pode ser:
� PaO2 = [ 96,2 - (0,4 X idade em anos) ]
� P(A-a)O2 média, prevista para a idade pode ser estimada pela fórmula:
� P(A-a)O2 = [(idade em anos/4) + 4]
Two key points on curve:
1. PO2 100 mm Hg= SpO2 of 97%
2. PO2 40 mm Hg= SpO2 of 75% (mixed venous blood)
Oxyhemoglobin dissociation curve
Note the steep part of the curve in this areaSmall changes in clinical status will produce large swing in SpO2
DIAGNÓSTICO
� É obrigatória a realização de radiografias de tórax visando detectar a presença de alterações pulmonares.
� Exames adicionais, tais como fibro-broncoscopias, eletrocardiograma, ecocardiograma, tomografia de tórax e culturas, poderão ser pedidos em função das suspeitas e do rumo da investigação clínica.
TRATAMENTO
�O tratamento da IR deve ser individualizado, em função das causas desencadeantes e dos mecanismos fisiopatológicos envolvidos
Oxigenoterapia
� IR aguda� PaO2 for inferior a 60 mmHg ou a SaO2 inferior a 90%,� Oxigenioterapia sempre deverá ser introduzida,
particularmente, nos casos de IR tipo I.
� Os objetivos clínicos, específicos da oxigenioterapia são:
1-corrigir a hipoxemia aguda, suspeita ou comprovada;2-reduzir os sintomas associados à hipoxemia crônica;3-reduzir a carga de trabalho que a hipoxemia impõe ao sistema
cardiopulmonar.
Oxigenoterapia
� Vias de oferta do oxigênio:� Inalatório através de cateter nasal (qualquer idade)� Inalatório através de máscara (acima de 6 anos)� Inalatório através de tenda (qualquer idade)� Inalatório através de halo (Neonatos)� Ventilação não invasiva com BIPAP (acima de 6 anos)� Ventilação não invasiva com CPAP nasal (neonatos e
lactentes < 5 Kg)� Ventilação invasiva (qualquer idade)
How do you follow response to therapy??
� Options include: – PaO2/FiO2 ratio
– Oxygenation index (OI)= Mean airway pressure (MAP) X FiO2 X 100%
PaO2
� Both validated but OI better when ventilated with positive pressure
Ventila ção
� Renovação do gás alveolar
� Ação integrada entre o centro respiratório, vias nervosas, caixa torácica (estrutura osteomuscular) e os pulmões
� VA = (VT – VD)f– VA = ventilação alveolar.
– VT= volume corrente.– VD= volume do espaço morto, anatômico.
– f=freqüência respiratória.
O tratamento da IR ventilatória
� IR tipo II
� Reverter causas obstrutivas � Ventilação mecânica
� Oxigênio poderá melhorar significantemente a PaO2 devido à ausência de shunt, mas não promoverá a necessária lavagem do CO2.
Instala ção de ventila ção mecânica
� PaO2 mantiver-se abaixo de 60 mmHg apesar do uso de altas FiO2.
� Um passo inicial, pode ser ventilação não invasiva� Pode levar a melhoras dramáticas da oxigenação
devido a efeitos fisiológicos variados, tais como a expansão alveolar, o combate às micro-atelectasias e o aumento da capacidade residual, funcional.
� Está indicado apenas em pacientes sem comprometimento importante do nível da consciência
Mechanical Ventilation
Biochemical Injury
Biophysical Injury
Distal Organs Affected
MSOFSlutsky, Tremblay AJRCCM 1998;157:1721
Tobin, M. J. N Engl J Med 2001;344:1986-1996
Lung Injury Caused by Mechanical Ventilation in a 3 1-Year-Old Woman with the Acute Respiratory Distress Syndrome Due to Amniotic-Fluid Embolism
In conclusion …
� Think in terms of oxygenation and ventilation
� Think WHY (ie physiology) the patient is hypoxic/hypercarbic…
� Remember to follow patients closely as they can deteriorate quickly
Ventilatory Management of ARDS: What Have We Learned and What Questions ar e
Unanswered!
Bob KacmarekMassachusetts General Hospital,
Harvard Medical School, Boston, Massachusetts
Management of Persistent Hypoxemic Respiratory Failure in the ICU
Erik Garpestad, M.D.Director, MICUTufts Medical Center
Pediatric ARDS: Understanding It and Managing It
Pediatric ARDS: Understanding It and Managing It
James D. Fortenberry, MDMedical Director, Pediatric and Adult ECMOMedical Director, Critical Care MedicineChildren’s Healthcare of Atlanta at Egleston
Respiratory Failure Respiratory Failure Respiratory Failure Respiratory Failure in Childrenin Childrenin Childrenin Children
Dr. Jeff Burzynski
Division of Pediatric Critical Care
U of Iowa