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1 FUNDAMENTOS DE VENTILACIÓN MECÁNICA VENTILACION DE ALTA FRECUENCIA Ing. Carlos Gallardo Alonso.

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1 1 FUNDAMENTOS DE VENTILACIÓN MECÁNICA VENTILACION DE ALTA FRECUENCIA Ing. Carlos Gallardo Alonso

2 2 Fundamentos Básicos Variables (Flujo, Presión, Volumen, Tiempo) Historia de la Ventilación Mecánica Clasificación de los Ventiladores Modos de Ventilación Ventilación de Alta Frecuencia TEMAS GENERALES

3 Exhalación Inspiración Respiración Espontánea P alv (762 mmHg) > P atm (760mmg) P alv (758mmHg) < P atm (760mmHg) 3 PRESION NEGATIVA (FASE ACTIVA) PRESION POSITIVA (FASE PASIVA)

4 Diferencia de Presión Flujo de gas Flujo de gas Cambio de Volumen Inspiración Espontánea 4

5 Respiración Espontánea 5

6 Ventilador Mecánico (Aspectos Técnicos) Energía Eléctrica ó Gas Comprimido Energía Eléctrica ó Gas Comprimido Sistema de Control Salida * Mechanical Ventilation Neil R. MacIntyre – Richard D. Branson W.B. Saunders Company 2001 1st Edition La Ventilación Mecánica es la administración de volúmenes de gases a través de una maquina que sustituye de manera parcial o total a los músculos y/o al Control Nervios de la Respiración, para tratar de mantener un intercambio de Gases optimo; de acuerdo a las necesidades metabólicas del paciente, disminuyendo o sustituyendo el Trabajo Respiratorio de éste.

7 7 Formas de Administrar Ventilación Mecánica Ventilación Mecánica 1.Invasiva. El paciente es Ventilado a través de una Vía Aérea Artificial y la presión Positiva es entregada directamente en la Vías Respiratorias Inferiores (ET, Canula Traqueostomía) 2.No Invasiva El paciente es Ventilado a través de una Mascarilla Nasal, Oronasal, u otras. La presión Positiva es entregada directamente en la Vías Respiratorias Superiores y el paciente tiene un automatismo respiratorio Constante. También hay dispositivos que entregan presiones negativas.

8 Presión Negativa (-) Técnica de apoyo a la respiración, cuyo objetivo es realizar el movimiento de gas hacia y desde los pulmones para que en los alveolos se realice el intercambio gaseoso El ventilador mécanico puede sustituir total y parcialmente ésta tarea en pacientes que tengan el sistema respiratorio comprometido por alguna patología, traumatismo, anestesia, etc. Ventilación Mecánica Presión Positiva (+) 8

9 Flujo de Gas Cambio de Volumen Diferencia de Presión Ventilación Mecánica Presión Positiva 9

10 Inspiración Respiración Mecánica Respiración Espontánea P t Curva Presión vs Tiempo 10 Exhalación

11 11 Parámetros Clave Presión Flujo Volumen Tiempo

12 12 Parámetros Clave Presión: Fuerza ejercida sobre unidad de área [cmH2O, mbar, hpa] Flujo: velocidad de un fluido – movimiento de un volumen en un cierto tiempo [l / min]. Volumen: cantidad de fluido sin movimiento confinado en un espacio determinado [ml] Tiempo: la duración de un evento [seg].

13 Tracto Respiratorio Modelo Analógico Tubo + Globo Vías Aéreas (Tubo) Alveolos (Globo) 13

14 “Analogía con la manguera” Resistencia = Propiedad que describe la capacidad de conducción de un fluido en las vías aéreas (conductos) El valor de resistencia en vías aéreas es directamente proporcional a la longitud del conducto e inversamente proporcional al díametro Resistencia = Propiedad que describe la capacidad de conducción de un fluido en las vías aéreas (conductos) El valor de resistencia en vías aéreas es directamente proporcional a la longitud del conducto e inversamente proporcional al díametro R =  P  F R = 8  L  visc.   r 4 Resistencia en vías aéreas

15 Los valores normales de Resistencia en vías aéreas (R aw ) sin intubación pacientes neonatales: 20 a 40 cmH20/L/seg Valores esperados de Raw en pacientes intubados: 50 a 150 cmH20/L/seg Conventional Mechanical Ventilation: Traditional and New Strategies Waldemar.A.Carlo, M.D, Namasivayan Ambalavanan 1999 15

16 Distensibilidad (Compliance) “Analogía con el Globo” Distensibilidad: Capacidad del pulmón de expandirse o distenderse - C L incrementada = Pulmones se pueden distenderse con facilidad - C L disminuida = Pulmones dificil de expandirse (rígidos) Distensibilidad: Capacidad del pulmón de expandirse o distenderse - C L incrementada = Pulmones se pueden distenderse con facilidad - C L disminuida = Pulmones dificil de expandirse (rígidos) Volumen Presión  V  P C =  V  P

17 El rango normal de distensibilidad pulmonar (C L ) para recién nacidos con pulmones normales es: 3 a 6 ml/cmH2O Para pacientes con Sindrome de Distress Respiratorio: 0.5 a 1 ml/cmH20 Conventional Mechanical Ventilation: Traditional and New Strategies Waldemar.A.Carlo, M.D, Namasivayan Ambalavanan 1999 17

18 Mecánica Pulmonar La constante de tiempo (Ƭ) se define como el tiempo necesario para generar un cambio, instantáneo o escalonado en volumen de una unidad pulmonar y lograr un equilibrio de presión en las vías aéreas. Se expresa como el producto de la Distensibilidad pulmonar por la Resistencia en vías aéreas. Ƭ = C L X R aw

19 Mecánica Pulmonar Una Constante de tiempo (Ƭ) es el tiempo necesario para que se efectúe la exhalación y equivale a un 63% del volumen corriente exhalado. Se requieren 3Ƭ a 5Ƭ para que el volumen de gas sea liberado por completo

20 20 Historia de la ventilación mecánica* Ventiladores diseñados para ventilación de presión positiva Dependientes enteramente de una fuente de alimentación neumática. Ventilación disparada por el paciente no era posible. Incorpora monitorización básica, no incluye alarmas, capacidad de realizar ajustes muy limitada. Ventiladores Invasivos de Presión Positiva (Cuidados Intensivos) 1ra GENERACION Puritan Bennett PR-1 Bird Mark 7

21 21 Historia de la ventilación mecánica* Con la introducción del ventilador Puritan Bennett MA-1, comienza la 2da generación a principios de la decada de 1970. Se incorpora electronica analógica, monitoreo de paciente en el ventilador, mezcladores externos aire-oxigeno. Con tecnología capaz de detectar esfuerzos del paciente (P) y comenzar una inspiración asistida. Incorpora alarmas básicas Al final de la generación introducen los conceptos de Presión Soporte (PS) 2da GENERACION

22 22 Historia de la ventilación mecánica* Incorpora microprocesadores (electrónica digital), permite incorporar nuevos modos de ventilación y actualizaciones de software. Incluyen mezcladores de Aire/Oxigeno internos, válvulas solenoides, sensores de flujo y presión avanzados. Aparecen por primera vez Ventiladores Universales – uso con paciente neonatal, pediatrico y adulto Ventilación disparada por flujo Aparece por primera vez dispositivos que generan su propio flujo de aire Avanzado sistema de alarmas y monitoreo 3ra GENERACION

23 Presente de la ventilación mecánica* Generación actual – caracterizada por se la plataforma más compleja y flexible que se haya fabricado. Incluye un sinnumero de modalidades ventilatorias invasivas y no invasivas, incluyen control de lazo cerrado. Algunas modlidades son llamadas “smart” Potente capacidad de comunicación con dispositivos externos y homologación con protocolos de Sistemas de Información Hospitalaria Plataformas modulares con alta flexibilidad para actualización y crecimiento por medio de software y hardware Ventiladores para uso neonatal y pediatrico que incluyen Ventilacion Convencional, HFV, Ventilación No invasiva 4ta GENERACION 23

24 24 Sistemas con tecnología para integrarse con otros sistemas de monitoreo de cabecera Capaz de utilizarse para ventilar a todo tipo de pacientes (Neonatal – pediatrico- adulto) con todas las modalidades Invasivas y No Invasivas Protocolos de manejo ventilatorio integrados en la operación básica de operación del ventilador. Sistema de alarmas inteligentes Soporte para toma de desiciones Futuro de la ventilación mecánica* GENERACION FUTURA

25 25 Clasificación de los Ventiladores A.- Ventiladores de Presión Negativa (Extratorácicos) –Presión Negativa (succión) es aplicada fuera del pecho –Esta fuerza causa que el pecho se expanda (inspiración) –La ventilación es controlada ajustando la longitud de la inspiración (ciclado por tiempo) y por el valor de la succión. –Indicada para uso Intermitente, cuidados en casa y pacientes con patologías neuromusculares ✖ Classification of Ventilator Modes Respiratory Care – March 2007 Robert L. Chatburn, RRT-NPS, FAARC

26 26 Clasificación de los Ventiladores B.- Ventiladores de Presión Positiva (Presión Intrapulmonar) –Genera una presión positiva, el aire es empujado hacia los pulmones del paciente presión intrapulmonar se incrementa. –Cantidad de aire entregada depende de la cantidad de presión aplicada y el tiempo que es aplicada. –La exhalación es pasiva

27 27 Clasificación de los Ventiladores TIPOS de Ventiladores de Presión Positiva 1.CICLADOS POR VOLUMEN Se aplica una presión en las vías aéreas hasta alcanzar un volumen definido Ventiladores ciclados por volumen (volumétricos) pueden ser usados por la gran mayoria de pacientes. Es el enfoque más común de la ventilación mecánica. 2. CICLADOS POR PRESION Energizados de manera neumática y aplican una presión positiva en las vías aéreas hasta alcanzar un límite de presión definido Su aplicación principal es para terapia intermitente IPPB o para ventilación contínua para pacientes con pulmónes normales (post quirurgicos, Neuromusculares, etc).

28 28 Clasificación de los Ventiladores TIPOS de Ventiladores de Presión Positiva 3.- CICLADOS POR TIEMPO –Este tipo de ventiladores aplican presión positiva en las vías aéreas hasta alcanzar un tiempo definido –La Presión Inspiratoria Pico (PIP) es normalmente límitada por una válvula ajustable. Surge el término TCPL –El volumen corriente se ajusta incrementando o disminuyendo la Presión Inspiratoria Pico, Tiempo Inspiratorio, ó Flujo. –Su uso principal es en Ventilación Neonatal

29 29 Aire Oxígeno Diagráma a Bloques Alimentación Eléctrica FLUJO Respuesta: FLUJO

30 30 Gases Medicinales OXIGENO (O2) Grado Médico: Libre de olor Insipido Incoloro Pureza no menor al 99.5% Libre de aceite Libre de Humedad –Presión Nominal: 50 PSI de presión (3.5 Kg/cm2) Gases Medicinales Aire –Grado Médico: Libre de aceite Seco Incoloro Libre de particulas Bacteriologicamente estéril –Presión Nominal: 50 PSI de presión (3.5 Kg/cm2)

31 31 ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA Características: –GRADO MEDICO –Cumplen con características especificas de construcción, desempeño, integridad de montaje y pruebas de resistencia y durabilidad, conexión a tierra confiable –Punto Verde 

32 32 “MODO DE VENTILACION”

33 33 MODO VENTILATORIO “ El patrón de flujo, presión y volumen entregado al paciente se denomina el modo de soporte ventilatorio. ” Neil R. Macintyre, M.D. Graph. anal. of flow, pressure and volume during mech. vent. (tercera edición) Bear Medical Syst. Pag 3-1

34 34 OBJETIVOS DEL SOPORTE VENTILATORIO. -Ventilación alveolar. Eliminar el CO2 y mantener un nivel deseado de PaCO2. - Oxigenación arterial. Suministrar oxígeno y mantener un nivel deseado de PaO2 VENTILACION MECANICA Neil R. Macintyre, M.D. Graph. anal. of flow, pressure and volume during mech. vent. (tercera edición) Bear Medical Syst. Pag 3-1

35 35 VENTILACION MECANICA OBJETIVOS SECUNDARIOS DEL SOPORTE VENTILATORIO. -Disminuir los efectos adversos. Minimizar el riesgo de barotrauma y de compromiso cardiovascular. -Confort en el paciente. Mejorar la sincronía. - Reacondicionamiento muscular. Proporcionar la carga muscular adecuada durante la recuperación. Neil R. Macintyre, M.D. Graph. anal. of flow, pressure and volume during mech. vent. (tercera edición) Bear Medical Syst. Pag 3-1

36 36 Ciclado Definición: En Ventilación Mecánica, ciclado se refiere a la variable (flujo, volumen, presión o tiempo) que termina la fase de inspiración y da comienzo a la fase de exhalación.

37 37 Regla Básica VARIABLESV.C.V.V.C.P. FlujoControlDependiente VolumenControlDependiente PresiónDependienteControl TiempoDependienteControl

38 38 Regla Básica existen tres maneras de iniciar la fase de inspiración mecánica. – Por la máquina. A través de la frecuencia respiratoria programada. (Controladas, Mandatorias, Obligatorias). – Por el paciente. A través del umbral de sensibilidad, una vez que sea alcanzado por el esfuerzo del paciente. (Asistidas, Sincronizadas, Soportadas por presión) – Por el operador. A través de una membrana o botón, llamado respiración manual.

39 39 Regla Básica existen en general cinco tipos de respiraciones en V.M. neonatal – Controladas – Asistidas – Sincrónicas – Espontáneas – Soportadas por presión

40 40 Ciclado por Tiempo FISIOLOGIA: – FRECUENCIA RESPIRATORIA ALTA (40 a 60 rpm) – TIEMPOS INSPIRATORIOS CORTOS (0.2 a 0.5 seg) VARIABLES DE CONTROL: – TIEMPO INSPIRATORIO – TIEMPO EXHALATORIO – FRECUENCIA RESPIRATORIA – RELACIÓN I:E

41 41 Caracteristicas de los Ventiladores Neonatales CICLADOS POR TIEMPO. LIMITADOS POR PRESIÓN. FLUJO CONTINUO. FASE INSPIRATORIA FASE EXHALACION

42 42 Modos de Ventilación * Ventilación Mandatoria Asistida / Controlada (A/C) * Ventilación Mandatoria Intermitente Sincrónica (SIMV) * CPAP / PSV

43 43 Modo de Ventilación * Asisto / Control (A / C) * Asisto / Control (A / C) DESCRIPCION: DESCRIPCION: - La respiración mecánica puede ser iniciada por el ventilador, el paciente o el operador. - Si el paciente inicia la respiración, invariablemente el ventilador la termina. Esta respiración se denomina: “Asistida” - Si la respiración es iniciada por el ventilador u operador se le denomina “Controlada”

44 44 Modo de Ventilación A/C

45 45 * S.I.M.V. * S.I.M.V. DESCRIPCION: DESCRIPCION: - En este modo de ventilación se permiten respiraciones espontáneas del paciente. - Si el paciente inicia una respiración mecánica y esta es terminada por la máquina se denomina: “Sincrónica” - I.M.V. Sincrónico Modo de Ventilación SIMV

46 46 Modo de Ventilación SIMV

47 47 Modo de Ventilación CPAP

48 48 Modo de Ventilación con PSV CONCEPTO DE LA PRESION DE SOPORTE. El objetivo principal de la Ventilación con Presión de Soporte es ayudar a sostener una respiración espontánea con la finalidad de disminuir el trabajo respiratorio (WOB).

49 49 Modo de Ventilación con PSV

50 Sistemas para la Vida VENTILACION DE ALTA FRECUENCIA (VAFO)

51 51 Definición: La Ventilación de Alta Frecuencia (HFV) es una estrategia ventilatoria para pacientes con Insuficiencia Respiratoria que provee Volúmenes Corrientes (Vt) pequeños. Normalmente menores al volumen del espacio muerto anatómico. Con frecuencias respiratorias por arriba de 150 rpm. Mark C. Mammel MD & Sthephen Boros MD High-Frecuency Ventilacion Assited Ventilation of the Neonate Chap. 10 p. 199 3rd. Ed Saunders.

52 52 Fundamento: * Vt pequeños. * F.R. > 150 rpm. * F.R. > 150 rpm. En la década de 1970, Bunnell y cols. demostraron en modelos animales que una adecuada ventilación alveolar puede ser lograda con frecuencias entre 5 - 30 Hz y un Vt de 20 - 25% más bajo que el volumen del espacio muerto anatómico.

53 53 Definición: Vt pequeños Vt pequeños “Vds es 30% de Vt total”

54 FUNDAMENTOS: VENTILACION CONVENCIONALVENTILACION DE ALTA FRECUENCIA Peso = 2 Kg Vds = 2.4ml Vt = 8 ml Peso = 30 Kg PCI Vds = 54ml Vt = 180 ml Peso = 70 Kg PCI Vds = 168ml Vt = 560 ml Vt VAFO = (30%-50%)Vds Vt VAFO = 50.4mL – 84mL Vt VAFO = (30%-50%)Vds Vt VAFO = 1.2 mL – 1.7mL Vt VAFO = (30%-50%)Vds Vt VAFO = 16mL – 27mL 4 ml/kg 6 ml/kg 8 ml/kg

55 FUNDAMENTOS: VENTILACION CONVENCIONALVENTILACION DE ALTA FRECUENCIA Volumen Minuto VM= F.R. (Hz) x (Vd) ² Frecuencia (Hz) 1 Hz = 60 resp x minuto Volumen Corriente HFOV (Vt HFOV, Vd) = ml FRECUENCIA RESPIRATORIA: resp/ min VOLUMEN CORRIENTE: ml VOLUMEN MINUTO: litros (Frec resp) X (Vt)

56 FUNDAMENTOS: VENTILACION CONVENCIONALVENTILACION DE ALTA FRECUENCIA HFOV Una sola estrategia ventilatoria: No existen modos de ventilación “DESTETE” se realiza en: (Presión Media) MAP Mecanismos de Transporte e intercambio de gases: Al menos 5 “DESTETE” se realiza en Frecuencia y otros parámetros ventilatorios Mecanismos de Transporte e intercambio de Gases: 2 Ofrece diferentes modos de ventilación

57 FUNDAMENTOS: VENTILACION CONVENCIONALVENTILACION DE ALTA FRECUENCIA HFOV La ventilación alveolar por: Frecuencia Amplitud La ventilación Alveolar y la Oxigenación se controlan por separado La oxigenación se controla por: MAP y FiO2 La ventilación Alveolar y la oxigenación se controlan por la combinación de las variables ventilatoria PIP, PEEP, F.R, FiO2, Flujo Inspiratorio, Flujo Base Ti, Te, ó Rel I:E El ETT y las ramas del árbol bronquial actúan como un amortiguador para la presión, haciendo la ventilación muy confortable Con cada respiración mecánica todo el pulmón se expande y retrae

58 VMCVAFO

59 1.- Ventilación Alveolar Directa 2.-Dispersión convectiva con perfil de velocidad asimetrica 3.- Ley de Taylor o dispersión aumentada 4.- Mezcla interregional de gases o Pendelluft 5.- Difusión Molecular

60 Ventilación de Alta Frecuencia Oscilatoria (VAFO) es la técnica más ampliamente usada de ventilación de Alta Frecuencia en la practica clínica hoy en día. (By ASTNA, Renee S. Holleran, 2009) A la abreviación HFV se agrega la inicial de la fuente que genera la alta frecuencia: -HFJV -HFIV -HFPPV -HFOV (VAFO) CLASIFICACION DE VENTILADORES DE ALTA FRECUENCIA.

61 VAFO – OSCILACIÓN MEDIANTE MEMBRANA Pressure and flow waveform characteristics of eight highfrequency oscillators _ 2014 Harcourt ER1,2, John J3, Dargaville PA4, Zannin E5, Davis PG3,6, Tingay DG1,3,6 1Royal Children’s Hospital, Parkville, Australia 2Swinburne University of Technology, Hawthorn 3Royal Women’s Hospital, Parkville 4Royal Hobart Hospital, Hobart 5Politecnico di Milano University, Milano, Italy 6Murdoch Children’s Research Institute, Parkville, Australia Pacientes hasta 10 Kg en HFOV HEINEN & LÖWENSTEIN Pacientes hasta 12 Kg en HFOV Pediatric and Neonatal Mechanical Ventilation: From Basics to Clinical Practice RIMENSBERG

62 Pressure and flow waveform characteristics of eight highfrequency oscillators _ 2014 Harcourt ER1,2, John J3, Dargaville PA4, Zannin E5, Davis PG3,6, Tingay DG1,3,6 1Royal Children’s Hospital, Parkville, Australia 2Swinburne University of Technology, Hawthorn 3Royal Women’s Hospital, Parkville 4Royal Hobart Hospital, Hobart 5Politecnico di Milano University, Milano, Italy 6Murdoch Children’s Research Institute, Parkville, Australia Pacientes hasta 35 Kg VAFO – OSCILACIÓN MEDIANTE MEMBRANA

63 Pacientes hasta 10 Kg VAFO - PISTÓN METRAN CO LTD

64 Pressure and flow waveform characteristics of eight highfrequency oscillators _ 2014 Harcourt ER1,2, John J3, Dargaville PA4, Zannin E5, Davis PG3,6, Tingay DG1,3,6 1Royal Children’s Hospital, Parkville, Australia 2Swinburne University of Technology, Hawthorn 3Royal Women’s Hospital, Parkville 4Royal Hobart Hospital, Hobart 5Politecnico di Milano University, Milano, Italy 6Murdoch Children’s Research Institute, Parkville, Australia Pacientes hasta 4 Kg High Frequency Ventilation – Basics and Practical Aplications Rainer Stachow VAFO – EXHALACION ACTIVA / VENTURI

65 Pressure and flow waveform characteristics of eight highfrequency oscillators Harcourt ER1,2, John J3, Dargaville PA4, Zannin E5, Davis PG3,6, Tingay DG1,3,6 1Royal Children’s Hospital, Parkville, Australia 2Swinburne University of Technology, Hawthorn 3Royal Women’s Hospital, Parkville 4Royal Hobart Hospital, Hobart 5Politecnico di Milano University, Milano, Italy 6Murdoch Children’s Research Institute, Parkville, Australia Pacientes hasta 10 Kg VAFO – EXHALACION ACTIVA / VENTURI

66 5.- jet bidireccional Pressure and flow waveform characteristics of eight highfrequency oscillators _ 2014 Harcourt ER1,2, John J3, Dargaville PA4, Zannin E5, Davis PG3,6, Tingay DG1,3,6 1Royal Children’s Hospital, Parkville, Australia 2Swinburne University of Technology, Hawthorn 3Royal Women’s Hospital, Parkville 4Royal Hobart Hospital, Hobart 5Politecnico di Milano University, Milano, Italy 6Murdoch Children’s Research Institute, Parkville, Australia Pacientes hasta 20 Kg

67 Controles y Parámetros de HFOV OXIGENACIÓN (O 2 ) OXIGENACIÓN (O 2 ) VENTILACION ALVEOLAR (CO 2 )

68 68 Control de la Oxigenación. Volume Zone of Overdistention “Safe” Window Zone of Derecruitment and Atelectasis Injury Volumen [ml] Presión [cmH2O] Lesión Zona Sobredistencion Zona de Atelectasia “Safe” Window La oxigenación se controla por: MAP y FiO2

69 69 Control de la Ventilación Alveolar La amplitud es creada por la distancia que el pistón se mueve, resultando en un desplazamiento de volumen y en un movimiento de pecho (CWF) visual.

70 70 Control de la Ventilación Alveolar El 2do. Control para la regulación de la PaCO2 es la programación de la Frecuencia. La Frecuencia controla el tiempo permitido (distancia y cantidad) para que el pistón se mueva. Si la programación de la frecuencia, Vd, y viceversa.

71 Ventilación Mecánica Controlada Ventilación Mecánica Controlada Ventilación de Alta Frecuencia HFOV Ventilación de Alta Frecuencia HFOV

72 72 Lineamientos Recomendados para programar la Frecuencia Inicial: (Dependerá además de la patología) < 2000 grms. 15 Hz 2 - 12 kg 10 Hz 13 - 20 kg 8 Hz 21 - 30 kg 7 Hz > 30 kg 6 Hz Lineamientos Heinen & Löwenstein Leoni Plus Ventilator Manual de Operación

73 73 La HFV como concepto. Programación: MAP depende de la aplicación, la patología y la edad del paciente. FiO2 depende de los valores gasométricos. Frecuencia (Hz) depende del peso del paciente. Rel I:E depende del control del CO 2, aunque normalmente es un valor fijo. Amplitud depende del objetivo clínico y se valora, como punto de referencia en el grado de oscilación del paciente.

74 CLAC FiO2Infant SpO2 VENTILADORES DE NUEVA GENERACION

75 75


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