MODELO DE PULMON.

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1 MODELO DE PULMON

2 VIAS AEREAS CURVAS ISOVOLUMEN CURVAS FLUJO VOLUMEN DE LAS PROPIEDADES
MENU GENERAL

3 VIAS AEREAS TUBOS RIGIDOS TUBOS ELASTICOS M O D MODELO DE PULMON E
EN UNA CAMARA DE PRESIONES VARIABLES ABIERTOS EN UNA CAMARA CON RESISTENCIAS EXTERNAS CONTENIDOS EN UNA MALLA ELASTICA MODELO DE PULMON LIMITACIONES DEL MODELO VIAS AEREAS M O D E L MENU GENERAL

4 El símil mas simple de la vía aérea pulmonar es un tubo rígido lleno con un fluido ideal, donde se cumple la Ley de Poiseuille. La ecuación experimental que este autor ofreció en 1842 establecía la relación cuantitativa que se cumple en presencia de un fluido con viscosidad constante y con flujo continuo y laminar. R = D P / V . clic R = 8 h l / p r 4 +V -V P1 D . a +V +P . Va Vb En estas condiciones la resistencia por fricción (R) es directamente propor cional a la diferencia de presión ( DP ) entre los puntos de entrada y de salida del fluido e inversamente propor cional al flujo que se genera ( V ). . b +V -V P1 D . clic Esta ecuación establece la proporcionalidad directa de la resistencia con la viscosidad del fluido y la longitud del tubo. La relación es inversa con el radio a su cuarta potencia. (Ver el capítulo Aspectos Físicos) 1 de 2 MENU

5 El pistón representa el sistema que genera el trabajo ventilatorio para producir un flujo inspiratorio (-V) o espiratorio (+V). Como tienen sentidos inversos, se representan con distinto signo; de manera convencional es positivo el espiratorio y negativo el inspiratorio. . La presión dinámica en abcisas y el flujo en ordenadas representan en la línea azul las relaciones del tubo a. clic De manera cualitativa se puede decir que aumentos de presión producen aumentos de flujo. La línea azul marca la relación cuantitativa. a +V -V P1 D . +V +P . Va Vb Se señala que para un gradiente de presión (D P1) se alcanza un flujo (Va) definido por la ley de Poiseuille que se desarrolló en el capítulo Aspectos Físicos. . b +V -V P1 D . P1 D clic La línea roja corresponde al tubo b, de menor radio, lo que determina un flujo menor ( Vb ) para la misma energía aportada o para el mismo trabajo ventilatorio realizado. . 2 de 2 MENU

6 Las leyes se aplican en física al movimiento de los fluidos en tubos cilíndricos, rígidos, de radio fijo, que no se modifican con variaciones de presión y esas no son condiciones que se cumplan exactamente con el aire circulando en las vías aéreas. A partir de la traquea, que es un tubo único, con un diámetro aproximado de 2 cm se producen subdivisiones que terminan en centenas de miles de bronquiolos, hasta un diámetro de 0,7mm. clic Por ello la relación lineal descrita por Poiseuille debe ser rectificada en el caso de las vías aéreas. Un modelo que responda a todas las condiciones de este sistema, solo se realiza con cálculos usando computadoras con incor poracion de todas las variables necesarias. Flujo Presión - Se irá completando de manera sucesiva el comportamiento de un tubo elástico, luego encerrado en una cámara de presiones variables. Pretende ser un símil de la vía aérea dentro del torax. 1 de 2 MENU

7 La PTM va disminuyendo desde el inicio al fin del tubo.
La PTM no es un valor constante a lo largo del tubo elástico, como en el ejemplo anterior de tubo rígido. La relación entre presión y flujo no es lineal, lo que significa que la resistencia no se representa por la ley de Poiseuille. clic La presión transmural (PTM) está determinada por la diferencia entre la presión interior o intramural (PIM ) y la exterior o extramural (PEM ). Flujo Presión PIM - Como en el caso que se está analizando la PEM es constante e igual a la barométrica la PIM va disminuyendo a medida que el gas circula y también disminuye el radio. clic Pb – P1 = PTM1 Pb – P2 = PTM2 DP1 DP2 DPTM1 > DPTM2 clic clic Si se supone que la tensión de la pared de un tubo elástico es constante, a medida que el gas circula el gradiente de presión va disminuyendo por la resistencia ofrecida por el sistema. EL incremento del flujo se hará menor en un cierto valor determinado por el roce del fluido y la variación del radio en el tubo. La PTM va disminuyendo desde el inicio al fin del tubo. 2 de 2 MENU

8 Es obvio que cuando la PEM iguala a la PIM el flujo se hace cero.
Si el tubo elástico se encuentra dentro de una cámara, pero el gas que lo llena no circula, la presión transmural será constante a igual presión de la cámara. clic flujo Presión Pca1 – Pb = P Si el tubo elástico se encuentra den tro de una cámara y tiene un gas que fluye, en razón de la velocidad que se le imprima, parte de la energía que se podía medir como presión efectiva se trans forma en energía cinética. Pca Pca P Pca Pca Pca Pca e P Pca2 – Pb = P Pca3– Pb = P Pca4– Pb = P P = 0 Pb - Pca1 = PTM1 Pb – Pca2 = PTM2 PTM1 < PTM2 clic Pb – P ca4 = PTM = 0 Por esta razón la PIM cambia y tambien la resistencia del tubo. La presión en la cámara (Pca) se puede modificar con un émbolo y es la PEM del tubo. clic clic A medida que la Pca aumenta el flujo logrado a cierta presion se hace menor. Es obvio que cuando la PEM iguala a la PIM el flujo se hace cero. La cámara es equivalente a un tórax rígido y sus presiones (Pca) representan la presión intrapleural o transpulmonar. 1 de 3 MENU

9 b c d Pca Pca Pca Pca Pca Pca P e Pb - P1 = PTM1 Pb - P2 = PTM2 PTM1 < PTM2 Pb - Pc4 = PTM = 0 Estos desarrollos tan detallados son necesarios para entender el concepto fundamental de la Curva Flujo Volumen, en cuanto al desarrollo de flujos máximos a volúmenes pulmonares fijos 2 de 3 MENU

10 Las presiones Pca1, Pca2 y Pca3 son menores que la presión intramural y por esta razón se mantiene una PTM positiva y un cierto flujo, aunque disminuye de valor con cada una de ellas. clic flujo Presión Pca1 – Pb = P Si la Pca varía aumentando su valor de manera continua se pro duce una rela ción entre la presión y el flujo semejante a la curva bcd. Pca2 – Pb = P Pca Pca P Pca Pca Pca Pca e b c d Pca3– Pb = P Pca4– Pb = P P = 0 clic clic Se inicia con una presión de cero, alcanza un valor máximo que depende de las características del tubo y al igualar la Pca a la presión intramural el flujo se hace cero. Es necesario entender a cabalidad esta propiedad de generar un flujo espiratorio máximo que no es superado por aumentos de presiones positivas en la cámara o en la pleura; en realidad disminuye con aumentos de P. Cuando la presión extramural (PEM = Pca) iguala a la presión intramural, la PTM se hace cero por lo que el flujo es nulo. 3 de 3 MENU

11 Se ha explicado antes el flujo espiratorio (+V )
Se ha explicado antes el flujo espiratorio (+V ). Se vió que se genera por aumentos de la Pca. . . A partir de un flujo máximo (punto 1) presenta una disminución de la PTM y se interrumpe el movimiento del gas cuando la PTM se hace cero (curva bcd) clic -P P +V esp. -V insp. . Se puede continuar en este camino de explicar el compor tamiento del pulmón en las relaciones existentes entre flujo, presión y volumen, a través de un tubo abierto a la cámara. c b d Pca Pca Pca Pca e 1 -V . b +V . e clic clic Los valores negativos de flujo (inspiración) se producen por disminución de la Pca hacia valores subatmosfericos halando del embolo e. El flujo inspiratorio.... ( -V ) se diferencia notablemente del espiratorio. . Cuando la Pca disminuye la PTM aumenta en sus valores subatmosfericos, tal como se muestra en la curva be. A medida que la PTM adquiere valores subatmosfericos crecientes, el flujo inspiratorio aumenta de manera continuada. 1 de 1 MENU

12 Cuando se añade una resistencia extratoracica, el valor del flujo máximo ( ) mantiene igual valor porque depende sólo de las vías intratorácicas. Obviamente se debe ejercer una mayor presión por el aumento de la resistencia total y el mayor gradiente de presión generado ( D P3 ) . clic Si hay limitaciones para generar presiones altas en la cámara, como a veces ocurre en el sistema toraco-pulmonar, si no se puede superar la presión P1 con que el individuo normal producía el flujo máximo ( ), se alcanzará un flujo menor (.....) +V . -V clic P1 P1 P3 cuando están presen tes o se incrementan las resisten cias externas clic clic La línea azul puede ser la corrección que produce el individuo enfisematoso cuando respira a través de los labios semicerrados (resistencia externa aumentada). Ello conduce a un menor gasto en energía cinética por disminución de la velocidad del gas en la espiración y el paciente puede alcanzar el mismo flujo máximo ( ) que un individuo normal ( ) siempre que pueda generar las presiones necesarias, que son mayores ( DP1 + DP2 ). 1 de 1 MENU

13 El tubo E tiene un comportamiento similar al descrito anteriormente.
Para completar la parte física de un modelo de pulmón y poder simular el sistema respiratorio se debe colocar el tubo dentro de una red elástica, tal como están parte de las vías aéreas en el parénquima pulmonar clic clic clic El comportamiento del tubo será diferente según su posición exterior ( E ) o interior ( I ) a la malla elástica. El tubo E tiene un comportamiento similar al descrito anteriormente. El tubo I tiene un comportamiento diferente ya que los flujos dependerán de la PTM que se genere, pero ésta a su vez se modifica por la tensión de la malla al actuar sobre un tubo elástico. 1 de 2 MENU

14 La resistencia de los tubos o de las vias aéreas depende del volumen alcanzado por la red .
Cuanto mayor sea la fuerza de retracción de la malla, en el modelo o en un individuo, mayor será el radio del tubo I, menor la resistencia al desplazamiento del fluido y habrá un menor gradiente o caída de presión entre sus extremos. ( DP = Pi – Pf ) clic clic clic A un volumen bajo hay una pequeña distensión del tubo,una mayor resistencia y la caída de presión será importante. ( DP = Pi – Pf = = 1) A un volumen pulmonar grande el radio del tubo distensible aumenta y por disminución de la resistencia la caída de presión es menor. ( DP = Pi – Pf = 2 – 1.8 = 0.2) 2 de 2 MENU

15 MODELO DE PULMON MENU . +V esp. c d Pca Pca Pp a b -P +P e -V insp. D
EMBOLO DE TRABAJO VENTILATORIO RELACION FLUJO-PRESION CAIDA DE PRESION PRESION CAMARA P. RETRACCION +V -V e -P P c d +V esp. -V insp. . V4 V3 V2 V1 0 PI PE Pca Pca Pp D P1 P2 P3 b a FLUJO ESPIRATORIO MODELO DE PULMON RESISTENCIA INTRATORACICA RESISTENCIA EXTRATORACICA FLUJO INSPIRATORIO EMBOLO DE PRESION EN CAMARA 1 de 1 MENU

16 LIMITACIONES DEL MODELO
Se basa en la existencia de tubos cilíndricos de igual calibre y de elasticidad uniforme, sin considerar las divisiones y las variadas características del árbol bronquial. . Se acepta que la presión generada por la retracción elástica es uni forme, sin tomar en cuenta la existencia de diferentes valores de complacencia ( ΔV / ΔP) producto de la desigualdad V/Q. Se supone la existencia de un flujo laminar de gas y que la caída de presión es lineal. No se considera el fenómeno comúnmente presente en patología del atrapamiento de gas con aumento de complacencia pulmonar y se acepta que todo aumento de volumen pulmonar está asociado a un aumento de la retracción elástica. Como modelo mecánico que analiza fenómenos físicos no considera la incidencia de la regulación del calibre de las vías por modificaciones hormonales, nerviosas, químicas. La caja torácica se considera un sistema estable, con variaciones fijas y uniformes, sin tomar en cuenta la constante de tiempo que rige al fenómeno de diferente manera según la patología. LIMITACIONES DEL MODELO MENU 1 de 1

17 CURVAS ISOVOLUMEN CURVAS FLUJO PRESION RELACION FLUJO-PRESION
VOLUMENES PULMONARES PEQUEÑOS VOLUMENES PULMONARES GRANDES CURVAS FLUJO PRESION MENU GENERAL

18 el flujo y el volumen pulmonar con un neumotacómetro. clic
Del desarrollo del modelo físico de pulmón se puede concluir que el flujo espiratorio máximo esta condicionado por las características de los tubos interiores y exteriores a la red elástica y también por el estiramiento sufrido por la red ante el aumento de volumen. clic . Ello significa que habrá curvas que muestran la relación entre la presión intrapleural (Pca) y el flujo espiratorio ( +V ) o inspiratorio ( -V ), cada una de ellas diferente si se cambia el volumen pulmonar (curvas presión-flujo). . +V -V . V4 V3 V2 V1 0 e Pca Pca Pp D P1 P2 P3 Las curvas isovolumen se obtienen en un individuo midiendo la presión intrapleural en forma continua con un balon en esófago, el flujo y el volumen pulmonar con un neumotacómetro. clic clic Es fundamental entender sus características y lo que representan, como medida de las propiedades de las vías aéreas y de su relación con el flujo que se puede generar a un volumen fijo y a diferentes presiones. De estas relaciones entre flujo y presión se pueden conocer las que corresponden al volumen y el flujo. 1 de 2 MENU

19 Como ya se ha explicado los flujos inspiratorios se representan con signo negativo ( -V ) y los espiratorios con signo positivo ( +V ). El volumen de la cámara se regula desde cero (posición de reposo ventilatorio o capacidad funcional residual) hasta V4 ( capacidad Vital ). . clic De esta manera el modelo es capaz de simular la ventilación a distintos volúmenes. +V -V . V4 V3 V2 V1 0 e Pca Pca Pp D P1 P3 P2 . e c d +V esp. -V insp. b a presión Además ya se explicó que con el émbolo e se cambia la presión de la cámara. De esta manera se pueden incorporar o eliminar del modelo volúmenes fijos a presiones y flujos variables. clic Cuando los tubos y la red se colocan dentro de una cámara, sufrirán las variaciones de presión (Pca) que se produzcan, pudiendo generar movimientos inspiratorios y espiratorios. Si se producen a diferentes volúmenes de la red elástica el sistema alcanzará diferentes flujos. La presión en la cámara (presión intrapleural) se regula con el embolo e 2 de 2 MENU

20 A medida que se hala del pistón o se realiza una inspiración, el volumen de la malla elástica aumenta hasta alcanzar el volumen seleccionado. El flujo inspiratorio del gas ( -V ) se hace mayor en la medida que a igual volumen el émbolo e genera mayores presiones subatmosfericas. . clic +V -V . V4 V3 V2 V1 0 e Pca Pca Pp D P1 P3 P2 +V esp. -V insp. presión Si la energía entregada para producir la inspiración es de igual valor al de la retracción elástica de la malla (Pp), solamente se logrará vencer la resistencia de la red elástica pero el flujo de gas será nulo. b e clic clic Se trata de energía que se entrega al sistema, se acumula como energía elástica, pero no se traduce en trabajo externo o cambio de volumen. Una vez que se ha vencido la resistencia elástica cambios progresivos de Pca generan flujos inspiratorios crecientes ( línea be ) al incorporar el mismo volumen a distintas presiones. 1 de 3 MENU

21 A medida que se empuja del pistón se disminuye el volumen seleccionado y se produce una espiración y el volumen de la malla elástica disminuye. El flujo espiratorio del gas ( +V ) se hace mayor en la medida que a igual volumen el émbolo e genera mayores presiones supraatmosféricas (+P). clic . Inicialmente, durante la espiración se libera la energía elástica acumulada durante la inspiración. Por ello puede observarse movimiento con salida del gas con la Pca en valores negativos ( línea ba ). +V -V . V4 V3 V2 V1 0 e Pca Pca Pp D P1 P2 P3 e +V esp. . -V insp. b a -P P clic clic Este es el fenómeno que se conoce como espiración pasiva, ya que el sistema ventilatorio tiene energía suficiente para eliminar el gas del pulmón sin contracción de los músculos espiratorios ( lo que significa sin actividad del émbolo e en el modelo que se analiza ) Es a partir del punto a que es necesario generar presiones positivas para eliminar el mismo volumen de gas del pulmón. ( La Pca se hace positiva ) 2 de 3 MENU

22 Cuando se realizan espiraciones mas forzadas del mismo volumen pulmonar anterior, se deben generar presiones con valores supraatmosféricos mayores ( positiva ) y los flujos se incrementan hasta un valor máximo ( línea acd ). clic La Pca con valores positivos crecientes tiene una diferente acción sobre los tubos interiores ( I ) y los tubos exteriores ( E ) de la red elástica. +V -V . V4 V3 V2 V1 0 e Pca Pca Pp D P1 P2 P3 e +V esp. . -V insp. b a c d Los aumentos en valores positivos de la Pca producen un incremento de la presión intramural ( PIM ) en el tubo I y se suma a la presión generada por la retracción elástica del pulmón ( Pp). P> P< -P P clic clic Pero de manera simultánea el aumento de la Pca actúa sobre los tubos E y se produce una disminución de la PTM, fenómeno que genera una reducción del flujo espiratorio. 3 de 3 MENU

23 La espiración tiene características variables
La espiración tiene características variables. Un litro de gas puede ser espirado con la energía elástica acumulada en la inspiración y con presiones negativas en pleura (Pca o fuera de la red ). clic Si el mismo volumen se elimina con esfuerzos mayores y la Pca es mas positiva, se alcanza un flujo máximo que no puede ser superado. CURVAS ISOVOLUMEN clic Al generar una inspiración el flujo será siempre de valores crecientes, dependiendo de la posibilidad de generar presiones subatmosféricas crecientes (Pca negativa cada vez mayor). clic clic La curva que se presenta es la relación entre presión intrapleural (Pca) y el flujo para un volumen pulmonar fijo, que se ha propuesto de un litro. Es lo que se llama una curva isovolumen y es la base fundamental para la comprensión de la Curva Flujo Volumen. 1 de 1 MENU

24 A volúmenes pulmonares bajos se cumple que los flujos espiratorios tienen la limitación generada por los tubos interiores y exteriores a la red. El aumento de las presiones intrapleurales no puede sobrepasar el flujo espiratorio máximo típico de cada volumen pulmonar . clic Presión Pleural Flujo espiratorio ++++ El flujo espiratorio se genera por la retracción elástica o por la presión de la cámara. 4 4' 3 2 3' 2' clic Los flujos inspiratorios no tienen limitación en tanto se generen presiones subatmosfericas adecuadas. clic Si la curva isovolumen se obtiene para un volumen pulmonar muy grande, cercano a la capacidad pulmonar total, predominan las características elásticas de las vías o el aumento de diámetro por el estiramiento de la red. clic La Pca es siempre menor que la PTM y no se comprimen los tubos exteriores a la red. A altos volúmenes pulmonares mientras se generen mayores presiones aumentará el flujo y no presentará lal imitación de un flujo máximo. 1 de 1 MENU

25 CURVAS FLUJO VOLUMEN PUNTO DE IGUAL PRESION DIAGNOSTICO DE OBSTRUCCION
RELACION FLUJO VOLUMEN VOLUMENES DINAMICOS DIAGNOSTICO DE OBSTRUCCION PUNTO DE IGUAL PRESION VENTILACION NORMAL VENTILACION FORZADA CURVAS FLUJO VOLUMEN MENU GENERAL

26 La inspiración se grafica con los valores 4´, 3´, 2´.
CURVAS ISOVOLUMEN GRAFICO PRESION-FLUJO CURVAS FLUJO VOLUMEN GRAFICO VOLUMEN-FLUJO Flujo + Flujo - 3 2 ' 4' 3' 2' Presión 4 V4 Volumen Flujo Flujo + V V2 - 4 4' 3 3' 2 2' clic clic clic La espiración se representa en el punto 4 para volúmenes pulmonares grandes; los puntos 3 y 2 para volúmenes menores La curva flujo volumen se obtiene al tomar los datos de las curvas isovolumen y regraficar colocando el volumen pulmonar en abcisas y el flujo en ordenadas. La inspiración se grafica con los valores 4´, 3´, 2´. 1 de 2 MENU

27 En la curva flujo volumen se pueden colocar los valores de presión intrapleural aunque su uso no es habitual. clic La espiración muestra gran parte de su área cubierta por presiones intrapleurales subatmosfericas (hasta -30 mmHg) . Ello indica una alta incidencia de los procesos pasivos utilizando la energía elástica acumulada sin producir la contracción de los músculos espiratorios. clic Las presiones supraatmosféricas se generan para alcanzar los flujos mas altos a volúmenes intrapulmonares grandes y están influenciados por la actividad muscular. 2 de 2 MENU

28 El flujo espiratorio máximo se llama flujo pico ( FEP ) y corresponde a un volumen eliminado del pulmón de menos de 1 litro, manteniendo un volumen intrapulmonar del 90% de la capacidad vital. clic El FEP es de 10 l / s. Si los esfuerzos espiratorios fueran menores se tendría un valor de 3, 5.8, 7.5, 8 y 9 l/s para presiones de , -10, 0, +10 y +20 cmH20 respectivamente. FEP clic Esto demuestra la gran incidencia del esfuerzo realizado o de la potencia de los músculos espiratorios en el valor alcanzado por el FEP. Por esta causa es un valor que debe ser analizado cuidadosa mente en la cuantificación de la obstrucción de las vías aéreas. 1 de 3 MENU

29 Se ha explicado anteriormente que el FEP se obtiene a volúmenes grandes y es muy dependiente del esfuerzo realizado. clic Cuando el volumen intrapulmonar es del 50% de la capacidad vital se mide el flujo máximo 50% ( FEM50 ) valor que no puede ser superado aunque se aumente el esfuerzo o las presiones intrapleurales. FEP clic FEM 50 Se puede ubicar también el flujo máximo a 25% de volumen intrapulmonar (FEM25) FEM25 La acción de las presiones positivas sobre el tubo exterior a la red elástica pulmonar es el factor limitante, que impide que el flujo siga creciendo ante un mayor esfuerzo muscular. clic Los flujos a volúmenes pequeños se usan para cuantificar obstrucción de vías menores 2 de 3 MENU

30 La inspiración se realiza con el desarrollo de presiones intrapleurales subatmosfericas (hasta -60 mmHg). clic Parte de la energía aportada por la contracción de los músculos inspiratorios es acumulada en el sistema como energía elástica y no se traduce en incorporación de gas al pulmón. -60 clic Este fenómeno permite posterior mente la realización de espiraciones de hasta cerca de 7 litros por segundo sin necesidad de que los músculos espiratorios se contraigan, lo que se evidencia por la presión cero. Un flujo inspiratorio de 4 l/s se produce con una presión intrapleural entre -50 y - 60 mmHg, mientras un flujo espiratorio de igual valor se produce con presiones de mmHg. clic 3 de 3 MENU

31 en volúmenes intrapulmo nares superiores al 50% de la Capacidad Vital.
Los flujos durante la ventilación normal en reposo varían entre y -0.5 l/s constituyendo el volumen corriente (Vc). El volumen pulmonar esta entre 3 y 3.5 litros, lo que ocurre cuando se ha eliminado entre 60 y 70 % del gas correspondiente a la capacidad vital clic Las presiones durante el Vc oscilan entre 0 y -10 lo que permite decir que el ciclo ventilatorio en reposo se produce normalmente a presiones intrapleurales subatmosfericas. Por ello se trata de un fenómeno que no necesita de contracción de los músculos espiratorios. clic La Ventilación Voluntaria Máxima (VVM) se logra con movimientos máximos en cuanto a volumen y frecuencia. Las presiones varían entre -60 y +20, en volúmenes intrapulmo nares superiores al 50% de la Capacidad Vital. No incluye los flujos mas sensibles para detectar obstrucción de las vías. clic 1 de 1 MENU .

32 Los puntos a- b -c representan los valores normales de FEP, FEM50 y FEM25.
Cuando un individuo normal realiza un esfuerzo ventilatorio inadecuado el FEP estará disminuido pero los otros flujos serán normales (puntos b - c). clic Los puntos a''-b''- c'' corresponden a una curva que indica un aumento de la resistencia de las vías aéreas con la consiguiente reducción de los flujos. Los mas sensible son FEM50 y FEM25. clic Con la técnica de espiración forzada también se puede diagnosticar obstrucción midiendo el VEF1. Es una espiración forzada que incluye los flujos desde FEP hasta FEM25 lo que lo hace un parámetro menos sensible que la curva flujo volumen. A pesar de ello el punto e permite identificar un proceso obstructivo con disminución de VEF1 por debajo de 80% 1 de 1 MENU

33 PUNTO DE IGUAL PRESION Una vez desarrollada la técnica para graficar las relaciones entre flujo y volumen, constituyendo la curva flujo volumen, era necesario determinar la validez teórica de la presencia de flujos que dependían exclusivamente del volumen pulmonar y de las características de las vías aéreas en espiración o inspiración forzada. Sin necesidad de analizar las presiones intrapleurales los flujos máximos a un dado volumen pulmonar permiten identificar la presencia de una obstrucción en las vías aéreas. Ademas de cuantificar la alteración permite determinar el tipo de vía afectado, alcanzando una alta diferenciación diagnóstica . Existen otras formas en física para explicar este fenómeno, pero se usa en el presente programa la ofrecida por Fry y Hyatt por ser muy didáctica. 1 de 2 MENU

34 Se ha desarrollado que el fenómeno anterior se debe a la presencia de tubos ubicados dentro de la red elástica y tubos externos a la red. El aumento de la presión pleural a un volumen pulmonar fijo aumenta la presión intramural, pero la misma acción sobre los tubos externos a la red elástica conduce a una disminución de la presión transmural. Esta doble acción antagónica establece un valor de flujo máximo que no puede ser superado. clic -P P +V esp. -V insp. . Hay un punto en que la presión transmural es cero, con vías ubicadas dentro de la red con PTM positiva y con vías hacia el exterior cuya PTM es negativa. Las vías que presentan una PTM positiva son las que están fijando el flujo máximo hallado. P2 +V -V . V4 V3 V2 V1 0 e Pca Pca Pp D P1 P3 PTM 0 clic clic El estudio de la resistencia de las vías aéreas se realiza con espiraciones forzadas y el valor de los flujos máximos se utiliza para diagnosticar obstrucción y también para establecer el tipo de vía que está afectada. Cuando se inicia una espiración forzada hay un aumento del flujo producto de una presión intraalveolar positiva generada por la retracción elástica del pulmón y por la presión intrapleural. Después de alcanzar su valor máximo hay una meseta que indica la falta de incremento en el flujo a pesar del aumento de las presión intrapleural o del esfuerzo espiratorio. 2 de 2 MENU

35 VENTILACION NORMAL La contracción de los músculos inspiratorios y la fuerza de retracción elástica pulmonar generan una presión intrapleural de -5 cmH2O. El flujo de ingreso de gas ha terminado pues la presión en la vía aérea es cero. Al finalizar la inspiración se produce la espiración simplemente por relajación de los músculos inspiratorios y se llama espiración pasiva. clic La presión intrapleural se reduce a -3 cmH20 y la fuerza de retracción elástica pulmonar genera +5cmH20 lo que produce una presión transmural inicial de +8 cmH20. clic clic Pero la vía se mantiene abierta al estar sometida a una presión extramural (PEM) de -5 cmH20 y a una presión transmural (PTM) de +5 cmH20 En tanto haya una presión dentro de la vía, que sea superior a la de la boca, el gas continua saliendo. PTM =PIM - PEM =0 - (-5) = +5 Ppl -3 Pp l -3 PA P b Ppl -5 Pp l -5 Espiración Normal Fin de inspiración MENU 1 de 1

36 En un esfuerzo espiratorio máximo se genera una fuerza de retracción elástica (Pp) de +10 cmH20, lo que esta determinado por el volumen pulmonar alcanzado y las características elásticas del pulmón. VENTILACION FORZADA clic La presión pleural (Ppl) es de +10 cmH20 y depende del esfuerzo realizado a ese volumen pulmonar y de la retracción pulmonar y de los músculos de la caja torácica. clic La presión alveolar (PA) es la que se genera dentro del parénquima pulmonar por los dos fenómenos anteriores que se suman. Su valor es de +20 cmH20. clic La PTM tiene un valor cero en un punto que indica las vías que son las responsables del flujo generado. A partir de ese punto se generan PTM negativas que no pueden contribuir al aumento de flujo. La PEM (en pleura) tiene valores iguales o superiores a la PIM (en las vías aéreas). 1 de 4 MENU

37 El proceso de inspiración es mas facil de entender y de analizar que la espiración, porque esta última varía dependiendo el esfuerzo realizado. VENTILACION FORZADA PTM = PA - Ppl = 40 - (+ 40) = 0 PTM = PA - Ppl = 35 - (+40) = -5 Pp +10 +40 clic Durante la inspiración se ha incorporado al pulmón el mismo volumen de gas que en el ejemplo anterior, pero el esfuerzo espiratorio realizado es mayor. clic La fuerza de retracción elástica es la misma (Pp +10 cmH20) pues esta determinada por el volumen pulmonar y las características de su tejido. clic clic La PA es de +50 cmH20 producida por la suma de Ppl y Pp; ello haría pensar intuitivamente que los flujos serían mayores que en el caso anterior. La Ppl es de +40 cmH20 por el mayor esfuerzo realizado. La PTM cero se alcanza en el mismo sitio de las vías aéreas que en el caso anterior. El flujo máximo no pódrá ser aumentado por un mayor esfuerzo y es único al mismo volumen espirado. El factor limitante son los tubos exteriores a la red que están sometidos a una mayor presión (+40 cmH20) 2 de 4 MENU

38 VENTILACION FORZADA Se presenta ahora el mismo pulmón pero durante la inspiración se incorporó un volumen de gas menor Por ello la fuerza de retracción elástica (Pp) alcanza solo +5 cmH20 clic + La espiración forzada genera una presión pleural (Ppl) de +10 cmH20 La presión alveolar (PA) es igual a la suma de las dos presiones anteriores, alcanzando +15 cmH20 . clic Al ubicar el punto de PTM cero, las vías que han contribuido a generar el flujo máximo son vías ubicadas hacia el interior de la red elástica clic El punto de igual presión se ha corrido y en este caso el flujo máximo caracteriza a las vías aéreas menores. 3 de 4 MENU

39 LA TEORÍA DEL PUNTO DE IGUAL PRESION PERMITE EXPLICAR Y COMPRENDER EL COMPORTAMIENTO DE LAS VÍAS AÉREAS CON LOS VALORES DE FLUJO MÁXIMO CARACTERÍSTICOS DE CADA VOLUMEN PULMONAR. ELLO PERMITE CUANTIFICAR LAS ALTERACIONES OBSTRUCTIVAS CON LOS FLUJOS MÁXIMOS ALCANZADOS Y DETERMINAR QUE LOS VALORES A BAJOS VOLÚMENES PULMONARES CARACTERIZAN OBSTRUCCIONES DE VÍAS AÉREAS MENORES. LA CURVA FLUJO VOLUMEN SE HA CONVERTIDO EN LA EXPLORACIÓN FUNCIONAL DE ELECCIÓN PARA PATOLOGÍAS OBSTRUCTIVAS, PERMITIENDO ADEMÁS REALIZAR DIAGNÓSTICOS DIFERENCIALES. FIN 4 de 4 MENU

40 FIN DEL CAPITULO “MODELO PULMONAR” MENU GENERAL FIN