Munca de respirație se referă la utilizarea mușchilor accesori ai respirației și implică evazare nazală, retracții abdominale și profunzimea respirației.

Termeni asociați:

  • Respiratie artificiala
  • Volumul mareelor
  • Presiune pozitivă continuă a căilor respiratorii
  • Rata de respiratie
  • Insuficiență respiratorie
  • Hipoxemie
  • Dispnee

Descărcați în format PDF

Despre această pagină

Monitorizarea respiratorie în îngrijirea critică

Măsurarea muncii de respirație

Lucrarea respirației este produsul presiunii și volumului pentru fiecare respirație (Fig. 103-3). Componentele includ lucrările necesare pentru a depăși reculul elastic al plămânului și pentru a deplasa peretele toracic și abdomenul, precum și lucrările necesare pentru a depăși rezistența căilor respiratorii și vâscozitatea pulmonară și munca necesară pentru a depăși inerția. Cu boli pulmonare restrictive, activitatea inspiratorie a respirației este crescută din cauza elasticității pulmonare scăzute. În cazul bolilor obstructive, activitatea de respirație este crescută datorită rezistenței crescute a căilor respiratorii.

În mediile clinice, o modalitate mai practică de a evalua activitatea inspiratorie a respirației este de a calcula produsul presiune-timp (PTP) în cm H2O-secunde. PTP poate fi calculat utilizând scăderea presiunii căilor respiratorii în timpul inspirației, presiunea esofagiană (măsurată utilizând un manometru cu balon esofagian) sau presiunea transdiafragmatică (măsurată folosind manometre cu balon esofagian și gastric) - ca un indice de lucru diafragmatic. Lucrarea poate fi calculată ca muncă de respirație pe respirație sau ca lucrare de respirație pe minut prin înmulțirea lucrării pe respirație cu frecvența respiratorie. Dispozitivele disponibile în comerț care utilizează manometria esofagiană calculează automat activitatea inspiratorie a respirației, care poate avea o anumită valoare în evaluarea probabilității de înțărcare din ventilația mecanică. Dacă scăderea presiunii inspiratorii necesare pentru a obține un volum mareic adecvat este prea mare, munca de respirație calculată va fi mare și probabilitatea înțărcării cu succes va fi redusă.

Fiziologie pulmonară neonatală

Lucrarea respirației

Lucrarea respirației (WOB) este o reflectare a cantității de energie necesară pentru a depăși elementele elastice și rezistive ale sistemului respirator și pentru a muta gazul în și din plămâni în timpul respirației spontane. WOB este definit ca produsul cumulativ al presiunii distensive și volumul dat deplasat în timpul inhalării sau expirației (Fig. 44.4):

unde P este presiunea pleurală (în timp) peste presiunea pleurală în repaus și V este volumul (în timp) relativ la volumul toracic în repaus (vezi Fig. 44.4).

WOB necesar ventilării plămânilor nou-născuților normali este de aproximativ 10% din cel necesar la adulți (McIlroy și Tomlinson, 1955). Cu toate acestea, sugarii s-au dovedit a avea un cost mai ridicat al oxigenului și o eficiență mecanică mai mică asociată cu WOB decât adulții (Thibeault și colab., 1966). La sugarii sănătoși, cea mai mare parte a WOB se face de către diafragmă în timpul inhalării. Aproximativ o treime din totalul WOB inspirator este legat de depășirea rezistenței la fluxul de gaze în căile respiratorii (Mortala și colab., 1982). Expirația este de obicei pasivă din cauza energiei potențiale stocate în plămâni și peretele toracic la sfârșitul inhalării, dar poate deveni activă pe măsură ce rezistența expiratorie crește sau volumul pulmonar scade sub FRC.

Fiziologie respiratorie pentru intensiviști

Lucrarea respirației.

Munca de respirație este definită ca energia necesară pentru a efectua ventilația mareelor ​​pe o anumită unitate de timp. Activitatea respirației este determinată de caracteristicile presiunii-volum (conformitate și rezistență) ale sistemului respirator (Fig. 14.6). În timpul respirației, trebuie să se lucreze pentru a depăși tendința plămânilor de a se prăbuși și a peretelui toracic să iasă (vezi Fig. 14.6, zona ADC) și rezistența la frecare la fluxul de gaz care are loc în căile respiratorii (vezi Fig. 14.6, zona ABC). Munca de respirație (vezi Fig. 14.6, zona ABCD) este crescută de condițiile care cresc rezistența sau scad complianța sau când crește frecvența respiratorie.

Dacă volumul mic este constant, componenta de „conformitate” a muncii crește atunci când ventilația mareelor ​​este mare și frecvența respiratorie este lentă. Componenta „rezistență” a muncii este crescută atunci când frecvența respiratorie este rapidă și ventilația mareelor ​​scade. Când cele două componente sunt însumate și munca totală este reprezentată de frecvența respiratorie, se poate obține o frecvență respiratorie optimă care minimizează munca totală a respirației (Fig. 14.7). La copiii cu boli pulmonare restrictive (EELV FRC, rezistență ridicată) cu constante de timp îndelungate au o frecvență respiratorie optimă mai mică.

Căile aeriene pediatrice

Lucrarea respirației

Munca de respirație (WOB) poate fi definită ca produsul presiunii și volumului. Poate fi analizat prin trasarea presiunii transpulmonare împotriva volumului mareelor. WOB per kilogram de greutate corporală este similar la sugari și adulți. Cu toate acestea, consumul de oxigen al unui nou-născut pe termen lung (5-7 mL/kg pe minut) este de câteva ori mai mare decât cel al unui adult (2-3 mL/kg pe minut). 60 Acest consum mai mare de oxigen (și o producție mai mare de dioxid de carbon) la sugari explică parțial frecvența respiratorie crescută în comparație cu copiii mai mari. La sugarii prematuri, consumul de oxigen legat de respirație este de trei ori mai mare decât la adulți. 61

Localizarea rezistenței căilor respiratorii în arborele traheobronșic diferă între sugari și adulți. Pasajele nazale reprezintă 25% din rezistența totală la fluxul de aer la un nou-născut, comparativ cu 60% la un adult. 33.62 La sugari, cea mai mare rezistență la fluxul de aer apare în bronhiile și căile respiratorii mici. Acest lucru rezultă din diametrul relativ mai mic al căilor respiratorii și conformitatea mai mare a structurilor de susținere ale traheei și bronhiilor. 32,63,64 În special, peretele toracic moale cartilaginos al unui nou-născut este foarte conform; coastele oferă un sprijin mai mic pentru menținerea presiunii intratoracice negative. Această lipsă de presiune intratoracică negativă combinată cu creșterea conformității bronhiilor poate duce la închiderea funcțională a căilor respiratorii la fiecare respirație. 65–67 La sugari și copii, prin urmare, rezistența căilor respiratorii mici reprezintă cea mai mare parte a WOB, în timp ce la adulți, pasajele nazale asigură proporția majoră a rezistenței la curgere. 33,65,66,68–73

În prezența unei rezistențe crescute a căilor respiratorii sau a unei complianțe pulmonare scăzute, este necesară o presiune transpulmonară crescută pentru a produce un volum mareic dat și, prin urmare, WOB este crescut. Orice modificare a căilor respiratorii care crește WOB poate duce la insuficiență respiratorie. Reamintim că WOB (rezistența la fluxul de aer) este invers proporțională cu puterea a patra a razei lumenului în timpul fluxului laminar (dincolo de a cincea divizie bronșică) și cu a cincea putere a razei în timpul fluxului turbulent (căile aeriene superioare până la a cincea) diviziunea bronșică). Deoarece diametrul căilor respiratorii la sugari este mai mic decât la adulți, îngustarea patologică a căilor respiratorii la sugari exercită un efect advers mai mare asupra WOB. Creșterea WOB poate apărea, de asemenea, cu un ETT lung de diametru mic, un ETT obstrucționat sau o cale aeriană îngustată. Toate aceste situații măresc consumul de oxigen, ceea ce la rândul său crește cererea de oxigen. 74 Cererea crescută de oxigen este abordată inițial printr-o creștere a frecvenței respiratorii, dar creșterea WOB poate să nu fie durabilă. Rezultatul final poate fi epuizarea, ceea ce duce la insuficiență respiratorie (retenție de CO2 și hipoxemie) (Fig. 4.9).

Diferența histologică a diafragmei și a mușchilor intercostali la sugarii prematuri și pe termen lung, comparativ cu copiii mai mari, contribuie la o sensibilitate crescută a sugarilor la oboseală sau eșec respirator. Fibrele musculare de tip I permit mișcări repetitive prelungite; de exemplu, alergătorii la distanță prin exerciții repetate cresc proporția fibrelor musculare de tip I din picioare. Procentul de fibre musculare de tip I în diafragmă și mușchii intercostali crește odată cu vârsta (sugari prematuri Fig. 14.11). Orice afecțiune care crește WOB la nou-născuții prematuri și pe termen lung poate obosi mușchii respiratori și poate precipita insuficiența respiratorie mai ușor decât la un adult. 75-77

Căile aeriene pediatrice *

Lucrarea respirației

Munca de respirație poate fi definită ca produsul presiunii și volumului. Poate fi analizat prin trasarea presiunii transpulmonare împotriva volumului mareelor. Munca de respirație pe kilogram de greutate corporală este similară la sugari și adulți. Cu toate acestea, consumul de oxigen al unui nou-născut pe termen lung (4 până la 6 ml/kg/min) este de două ori mai mare decât cel al unui adult (2 până la 3 ml/kg/min). 49 Acest consum mai mare de oxigen la sugari explică parțial creșterea frecvenței respiratorii în comparație cu copiii mai mari. La sugarii prematuri, consumul de oxigen legat de respirație este de trei ori mai mare decât la adulți. 50

Diferența histologică a diafragmei și a mușchilor intercostali la sugarii prematuri și pe termen lung, comparativ cu copiii mai mari, contribuie, de asemenea, la o sensibilitate crescută a sugarilor la oboseală sau insuficiență respiratorie. Fibrele musculare de tip I permit mișcări repetitive prelungite; de exemplu, alergătorii la distanță prin exerciții repetate cresc proporția fibrelor musculare de tip I din picioare. Procentul de fibre musculare de tip I din diafragmă și mușchii intercostali se modifică odată cu vârsta (sugari prematuri Fig. 12-11). Astfel, orice afecțiune care crește activitatea respirației la nou-născuți și sugari poate obosi mușchii respiratori și poate precipita insuficiența respiratorie. 64-66

Ventilație mecanică spontană și convențională pentru adulți

Sue Pieri Davies,. Melanie Reardon, în Tidy's Physiotherapy (Ediția a cincisprezecea), 2013

Forțele opuse la ventilație

Lucrarea respirației derivă din cele două forțe rezistive ale plămânilor și ale peretelui toracic, adică forțele elastice (a se vedea figura 7.3) și fricțiunea. Forțele din sistemul respirator care se opun inflației pulmonare și, prin urmare, ventilației pot fi grupate în două categorii:

opoziția elastică la expansiunea plămânilor;

opoziția prin frecare sau rezistența la mișcarea aerului.

Schimbarea de presiune generată de inspirație trebuie să fie suficientă pentru a depăși astfel de forțe. Efortul necesar și modificarea volumului rezultat sunt denumite „lucrarea respirației”. În mod normal, activitatea de respirație este minimă (plămâni sănătoși). Un gradient de presiune de 2-5 cmH2O este de obicei necesar pentru a muta volumul mediu al mareei.

Forțele elastice sunt întâlnite ca urmare a faptului că atât plămânii, cât și peretele toracic sunt structuri „elastice”, adică rezistă schimbărilor de formă. Când au fost umflate sau dezumflate, tind să revină la aceeași poziție de repaus/pornire de echilibru odată ce forța motrice a fost îndepărtată. Plămânii doresc în mod natural să se prăbușească, iar peretele toracic să se extindă în mod natural. Astfel, fiecare exercită o atracție asupra celeilalte. În absența altor forțe (de exemplu, mușchii) se ajunge la o poziție în care forțele opuse sunt echilibrate.

Datorită acestor forțe opuse (a plămânului și a peretelui toracic), presiunea intratoracică este negativă (subatmosferică). Pentru a umfla plămânii trebuie aplicată o forță suplimentară (de către mușchi) și presiunea intratoracică scade mai jos.

Expirația este în mare parte pasivă ca urmare a forțelor elastice care readuc plămânii și peretele toracelui într-o poziție echilibrată (Figura 7.4). Poate fi, totuși, activ, de exemplu, respirație forțată și tuse, în cazul în care mușchii expiratori ajută forțele elastice (rezultând o rată de curgere expiratorie mai rapidă și o deflație pulmonară mai rapidă).

Mușchii inspiratori efectuează lucrări mecanice prin supărarea echilibrului forțelor elastice. Prin urmare, cu cât efortul respirator este mai greu și mai rapid, cu atât este necesară o muncă mai „elastică”. Este necesară o anumită presiune pentru a întinde plămânii la un anumit volum. Valoarea normală a elastanței este de aproximativ 10 cmH2O/L. Cu toate acestea, în stările de boală, plămânii devin mai rigizi și aceeași modificare a presiunii poate duce la o modificare mai mică a volumului, adică elastanța plămânului este mai mare. Pneumonia, sindromul de detresă respiratorie acută (ARDS) și edemul pulmonar sunt afecțiuni pulmonare frecvente care afectează elastanța. Altele includ boli pulmonare fibrotice, revărsat pleural, cifoscolioză și obezitate.

Conformitate

Conformitatea (demonstrată de curba volumului de presiune) este o măsură a distensibilității plămânilor sau a ușurinței cu care se umflă plămânii (adică reciprocitatea elastanței). Se măsoară ca o modificare a volumului în plămâni ca răspuns la o modificare a presiunii. Complianța normală a plămânilor și a peretelui toracic este

1 L per kPa (100 ml pentru cmH2O). Se poate vedea în Figura 7.5 că complianța pulmonară este redusă la volume pulmonare mari și mici. Prin urmare, este favorabil ca pacientul să stea pe porțiunea abruptă a curbei (este mai ușor să umflați un plămân parțial deschis decât un plămân prăbușit).

Monitorizarea căilor respiratorii și a funcției pulmonare

Neal H. Cohen, David E. Schwartz, în Benumof și Hagberg's Airway Management, 2013

4 Lucrarea respirației

Operația de respirație este un alt monitor important al stării respiratorii, rezervei respiratorii și a probabilității de a fi înțărcat cu succes din suportul ventilator mecanic al pacientului. Munca de respirație a pacientului (WOBp) poate fi evaluată prin evaluare clinică la pat sau calculată folosind datele obținute dintr-un balon esofagian și un traductor de flux la căile respiratorii. 177.206 Evaluarea clinică a WOBp, deși utilă, poate fi înșelătoare. Unii pacienți care par să aibă WOBp excesiv indică faptul că se simt confortabil. Alții cu o frecvență respiratorie scăzută și lentă lucrează deja la maxim și, deși par confortabili la nivelul actual de suport ventilator, nu pot tolera nicio creștere suplimentară a WOBp-ului lor.

Pentru a evalua mai bine WOBp și pentru a monitoriza mai atent eforturile pacientului în timp ce reglează nivelul suportului ventilator, WOBp poate fi măsurat direct folosind monitoare de pat. Monitoarele necesită plasarea unui balon esofagian pentru a măsura presiunea esofagiană ca estimare a presiunii intrapleurale. WOBp este calculat prin integrarea zonei sub bucla presiune-volum. Cu o înțelegere a fiecăreia dintre componentele WOBp, pot fi făcute modificări rezistente la flux, elastice și induse de aparat în parametrii ventilatorului pentru a minimiza WOBp-ul pacientului. Această tehnică de monitorizare a fost recomandată ca o modalitate de a regla ventilația de susținere a presiunii pentru a optimiza schimbul de gaze, reducând în același timp WOBp. Deși informațiile suplimentare despre interfața pacient-ventilator au dus la modificări ale metodelor de ventilare a pacienților cu afecțiuni critice, niciun studiu nu a documentat care sunt parametrii cei mai utili pentru a monitoriza și ce modificări ale managementului ventilatorului au ca rezultat cele mai bune rezultate.

Tulburări ale modelului respirației și ale sportivului

Biomecanică

Creșterea muncii de respirație cu posturi repetitive și unele sporturi specifice, de exemplu, postura aerodinamică a bicicliștilor compromite cavitatea toracică, iar înotătorii care fac exerciții în decubit dorsal au nu numai dinamica pozițională, ci și presiunea hidrostatică impusă a apei pentru a lucra împotriva.

Modele de recrutare musculară modificate. Dacă mușchii abdominali superficiali se declanșează înainte de stabilizatorii abdominali adânci (transversus abdominis), acest lucru poate duce la modificarea stabilității trunchiului.

Hiperinflatia pare a fi frecvent în rândul grupurilor de sportivi care mișcă volume excesive de aer în timpul sportului lor. Adesea sportivul nu reușește să revină la volumele normale în repaus (observațiile autorilor); în special acest lucru a fost remarcat la înotători și vâslași.

Leziuni anterioare cum ar fi traume la nivelul nasului, de obicei în sporturi precum rugby și box.

Obezitatea și mușchii scheletici respiratori

Richard Severin,. Shane A. Phillips, în Nutriție și mușchi scheletic, 2019

Impactul general al obezității funcției musculare respiratorii

respirației

Figura 14.2. Impactul obezității asupra activității de respirație: (A) limitarea expiratorie a fluxului; (B) reducerea conformității peretelui toracic; (C) diametru redus al FRC și al căilor respiratorii, rezistență crescută a căilor respiratorii; și (D) modificări ale proprietăților contractile ale mușchilor respiratori. O descriere a potențialelor mecanisme patologice care pot crește activitatea respirației la persoanele obeze, incluzând: rezistență crescută a căilor respiratorii, modificări ale sarcinii elastice ale peretelui plămân-piept, obstrucție a căilor respiratorii și afectarea proprietăților contractile ale mușchilor respiratori din cauza adipokinelor proinflamatorii.