Insuficiência Respiratória Aguda
Eduardo Juan Troster
• Definição e Epidemiologia
• Fisiologia
• Fisiopatologia
• Diagnóstico
• Tratamento
Insuficiência Respiratória Aguda
DEFINIÇÃO
É uma incapacidade súbita
do sistema respiratório em
suprir as demandas
metabólicas do organismo no
que se refere à oxigenação e
eliminação de gás carbônico
É uma doença frequente em
UTI pediátrica?
• 50% das internações em UTI
pediátrica nos EUA são decorrentes
de insuficiência respiratória aguda
• 65% das crianças internadas na UTI
ICr necessitam de ventilação
mecânica durante a internação
• Definição e Epidemiologia
• Fisiologia
• Fisiopatologia
• Diagnóstico
• Tratamento
Diferenças anatômicas e fisiológicas que
predispõe a criança a Insuficiência
Respiratória Aguda
Via aérea de menor calibre
 Resistência da via aérea
• RN – 30 a 50 cmH2O/l/seg
(intubado- 100 a 150 cmH2O/l/seg)
• Adulto- 1,5 cmH2O/l/seg
(intubado- 4,5 a 6 cmH2O/l/seg)
Via aérea em menor número
•  Número de alvéolos
• Paredes espessadas
• Menos elastina no
parênquima pulmonar
• Menor volume de pulmão
• Menor ventilação colateral
Complacência
de parênquima
pulmonar
• RN – 0,003 a 0,005 l/ cmH2O
• Adulto – 0,1 a 0,2 l/ cmH2O
• Complacência específica =
1,1 ml/cmH2O/Kg
Menor ventilação colateral
Interbronquiolar
Bronquíolo-alveolar
Inter-alveolar
• Esterno menos
calcificado
• Costelas mais
maleáveis
• Musculatura menos
desenvolvida
 complacência
de caixa
torácica
Maior tendência à colapso na expiração
Adulto
63mls/kg
100%
82mls/kg
80%
CV
60% CV
40%
Volume
corrente
Capacidade pulmonar total
Criança
Volume
Fecha/o
Volume
corrente
Volume de
reserva
expirat.
Capacidade
de
fechamento
20%
0%
CRF
CRF
Volume
residual
Volume
residual
CC
PEEP x VOLUME CRÍTICO DE FECHAMENTO
CRF*
Volume Crítico
Fechamento*
Normal
SDRA
PEEP
SDRA com PEEP
PEEP= 10
FiO2= 21%
PEEP= 10
FiO2= 100%
O2 100%
O2
CO2
N
H 2O
3 a 5 min
O2 O2
O2 O
2
O2
Constante De Tempo
•
Resistência X Complacência
RN nl (1 CT = 0,15 seg)
resistência = 30-50 cmH2O/l/seg
complacência= 0.003 a 0.005 l/cmH2O
% Alteração
na Pressão
•
100
80
60
40
20
1
2
3
4
5
Constante de Tempo
Volume
Tempo
Volume
Tempo
Volume
Tempo
• Definição e Epidemiologia
• Fisiologia
• Fisiopatologia
• Diagnóstico
• Tratamento
Respiração normal
• Oferta de O2 adequada precisa chegar
ao alvéolo
• O O2 precisa ser exposto ao sangue
capilar pulmonar
• Esta interface alvéolo-capilar precisa
ocorrer por tempo suficiente
Mecanismos Fisiopatológicos que Levam à
Insuficiência Respiratória
• HIPOVENTILAÇÃO
V
Q
• DISTÚRBIOS
VENTILAÇÃO/PERFUSÃO
 ESPAÇO MORTO
 “SHUNT”
• DISTÚRBIO DE DIFUSÃO
Hipoventilação
•  VOLUME MINUTO = VC x FR
•  VM=  ELIMINAÇÃO DE CO2
O2
CO2
N H 2O
CO2
 CO2 ALVEOLAR
 O2 ALVEOLAR
 CO2 ARTERIAL
 O2 ARTERIAL
Fisiopatologia da Insuficiência Respiratória Aguda
Ventilação
• Corresponde ao movimento de ar
para dentro e para fora dos pulmões
• Monitorada minuto a minuto pelo
nível arterial de CO2
• Quimiorreceptores carotídeos e SNC
Fisiopatologia da Insuficiência Respiratória Aguda
Hipoventilação
• Ocorre quando a ventilação minuto ou o
volume minuto é incapaz de manter a PaCO2
normal para uma determinada demanda
metabólica
Ventilação Minuto
Ventilação Alveolar
VM= VC x FR
VA= (VC – VEM) x FR
VC = VEM + VA
Fisiopatologia da Insuficiência Respiratória Aguda
Hipoventilação
• O aumento da PACO2 leva a uma queda
secundária da PAO2
Equação do gás alveolar
PAO2= PiO2 - PACO2
R
• PiO2 = pressão inspirada de oxigênio
• R = coeficiente respiratório = 0,8
PiO2 = (PB – PH2O ) x FiO2
Fisiopatologia da Insuficiência Respiratória Aguda
Hipoventilação
Diferença Alvéolo-arterial de O2
AaDO2 = PAO2 - Pa O2
Normal na Hipoventilação
AaD O2 Normal
FiO2 21%
5–15 mmHg
FiO2 100% 50-100 mmHg
Fisiopatologia da Insuficiência Respiratória Aguda
Hipoventilação - Causas
• Doenças neuromusculares
• Aumento do trabalho respiratório
– aumento da resistência nas VA
(asma, bronquiolite)
– aumento da resistência tecidual
(fibrose pulmonar)
– diminuição da complacência pulmonar e
da parede torácica
Distúrbios ventilação/perfusão
“Efeito Shunt”
• Redução da
ventilação em relação
à perfusão
PvO2=35
PcO2=105
PvO2=35
PcO2=35
 PaO2
Ex: pneumonias,
SDRA, atelectasias
• Mecanismo
fisiopatológico mais
comum
Fisiopatologia da Insuficiência Respiratória Aguda
Relação V/Q
• Determina a
composição de O2 e CO2
no final de cada capilar
pulmonar
– Causa mais comum de
hipoxemia
– Milhões de unidades de
troca
Rel V / Q = 0,8
• Reflexos pulmonares:
– Vasoconstricção hipóxica
– Broncoconstrição
• Shunt:
– diferença alvéolo-arterial de O2
aumentada
• Sem repercussão na PaCO2
Reflexos
Pulmonares
PACO2
Diagrama do shunt
mm
Hg
50
10%
Hb 10-14g/100ml
3,3-5,3 kPa
PaCO2 (25-40mmHg)
A-v O2 dif. conteúdo 5ml/ 100ml
15%
20%
200
30
25%
20
0
100
10
30%
50%
0
PO2 Arterial
40
5%
300
60
kPa
400
Linhas virtuais de shunt 0
20
30
40
50
60
70
80
Concentração de oxigênio inspirado (%)
90
100
Fisiopatologia da Insuficiência Respiratória Aguda
Baixa Relação V/Q
• Redução na ventilação:
– doenças obstrutivas
(asma, bronquiolite)
• Diminuição do volume alveolar:
– pneumonia, edema, SDRA
• Excesso de perfusão:
– tromboembolismo pulmonar, desvio da
perfusão (SHUNT RELATIVO)
Distúrbios ventilação/perfusão
Efeito espaço morto
• Redução da
perfusão em
relação à
ventilação
• Ex: tep,
hipertensão
pulmonar
primária
Fisiopatologia da Insuficiência Respiratória Aguda
Alta Relação V/Q
ESPAÇO MORTO= Vd / Vt= PaCO2 – EtCO2 / PaCO2
PaCO2 = pressão arterial de CO2
Et CO2 = CO2 medido por capnografia
Fisiopatologia da Insuficiência Respiratória Aguda
Alteração V/Q
AaDO2 aumentada
Distúrbio de Difusão
Dificuldade em se manter
as trocas gasosas entre o
alvéolo e o capilar
pulmonar por deposição
de líquido ou outras
substâncias na
membrana alveólo capilar
Distúrbio de Difusão
PvO2
PcO2
105
40
0,25s 0,25s 0,25s
Tempo de trânsito do sangue
no capilar pulm.
• Difusão depende:
– ÁREA DE TROCA
– ESPESSURA DA
MEMBRANA
– GRADIENTE DE
PRESSÃO PARCIAL
ENTRE O ALVÉOLO E
O CAPILAR
Fisiopatologia da Insuficiência Respiratória Aguda
Transporte gasoso
DO2= CaO2
x DC x 10
DO2= Oferta de oxigênio
CaO2= conteúdo arterial de oxigênio
DC= débito cardíaco
CaO2= 1,34 x Hb X SaO2 + 0,0031 x PaO2
Fatores que afetam a curva de
dissociação da Hb
Fatores que desviam a
curva para a direita
diminuem a afinidade do
O2 pela Hb
–  temperatura
–  pH /  da pCO2
–  2,3 DPG
Fatores que desviam a
curva para esquerda
aumentam a afinidade do
O2 pela Hb
–
–
–
–
 temperatura
 pH / diminuição da
pCO2
 2,3 DPG
Hemoglobina fetal
Respiração Interna
Capilares sistêmicos
Células
Tipos de Hipóxia
• hipoxêmica
• anêmica
• isquêmica
• histotóxica
• Definição e Epidemiologia
• Fisiologia
• Fisiopatologia
• Diagnóstico
• Tratamento
Insuficiência Respiratória Aguda
muitas causas
falência respiratória
choque
falência cardiopulmonar
parada cardiorrespiratória
Insuficiência Respiratória Aguda
Etiologia
SNC: meningoencefalites, edema cerebral, depressão do centro
respiratório, trauma
N. PERIFÉRICOS: PRN, tétano
J. NEUROMUSCULAR: miastenia gravis, organofosforados
VIA SUPERIOR: CE, paralisia de cordas vocais,
VIA INFERIOR: asma, bronquiolite
ALVÉOLO: pneumonia, SDRA, edema agudo de pulmão
INTERSTÍCIO: pneumonia intersticial
PLEURA: derrame pleural, pneumotórax
CIRCULAÇÃO PULMONAR: TEP, choque, hipertensão pulmonar
HEMÁCIA: anemias, metahemoglobinemia
ABDÔMEN: hérnia diafragmática, distensões abdominais
Insuficiência Respiratória Aguda
Avaliação da função respiratória
• Freqüência respiratória
• Mecânica respiratória
• Entrada de ar
• Cor e temperatura da pele
Insuficiência Respiratória Aguda
Avaliação da função respiratória
• Freqüência respiratória
– neonato: 40 a 60
– 1 ano: 24
– 18 anos: 12
– Interferência: ansiedade,
exercício, dor, febre
Insuficiência Respiratória Aguda
Avaliação da função respiratória
• Ventilação espontânea
– normal
• Respiração anormal
–
–
–
–
taquipnéia
bradipnéia
apnéia
 trabalho respiratório
Insuficiência Respiratória Aguda
Avaliação da função respiratória
• Mecânica respiratória
trabalho respiratório
 batimentos asas de nariz
 retrações
 balancim
 respiração abdominal
 gemido
 estridor
 expiração prolongada
Insuficiência Respiratória Aguda
Avaliação da função respiratória
• Mecânica respiratória
– Gemido: aumento da pressão na via aérea
capacidade residual funcional
 Edema pulmonar
 Pneumonia
 Atelectasia
Insuficiência Respiratória Aguda
Avaliação da função respiratória
• Mecânica respiratória
– Estridor: obstrução extra-torácica
 Anomalias congênitas
 Infecção
 Edema
 Aspiração corpo estranho
Insuficiência Respiratória Aguda
Avaliação da função respiratória
• Mecânica respiratória
– Sibilos: obstrução intra-torácica
 Bronquiolite
 Asma
 Edema
 Aspiração corpo estranho
Insuficiência Respiratória Aguda
Avaliação da função respiratória
• Entrada de ar
– Volume corrente: volume/Kg
– Expansibilidade torácica
– Ausculta pulmonar
• Volume minuto = VC x Fr
Insuficiência Respiratória Aguda
Avaliação da função respiratória
•  Entrada de ar: Expansibilidade
–
–
–
–
–
–
–
–
Hipoventilação
Obstrução de vias aéreas
Atelectasia
Pneumotórax
Hemotórax
Efusão pleural
Rolha de secreção
Aspiração CE
Insuficiência Respiratória Aguda
Avaliação da função respiratória
• Cor e temperatura da pele
(ambiente ameno)
– Hipoxemia
 marmórea
 pálida
 frias
 cianose
• Definição e Epidemiologia
• Fisiologia
• Fisiopatologia
• Diagnóstico
• Tratamento
Tratamento
• Indicação de assistência respiratória
– Quadro clínico
 Taquidispnéia
– Critérios laboratoriais
 Hipoxemia
RN
Até 1 ano
Após 1 Ano
PaO2 < 50 mmhg
PaO2 < 60 mmhg
PaO2 < 80 mmhg
 Hipercarbia
PaCO2 > 50 mmHg
Insuficiência Respiratória Aguda
Tratamento
Acessórios para fornecimento de O2
• Cateter nasal
• Tenda de O2
FiO2 30-50%
• Capuz de O2
fluxo 10-15 L/min
FiO2 80-90%
Insuficiência Respiratória Aguda
Tratamento
Acessórios para fornecimento de O2
• Tenda facial
fluxo 10-15L
FiO2 <40%
• Máscara tipo Venturi
fluxo variável
FiO2 25-60%
Insuficiência Respiratória Aguda
Tratamento
Acessórios para fornecimento de O2
• Máscara com reservatório sem
reinalação
fluxo 10-12 L/min
FiO2 95%
Insuficiência Respiratória Aguda
Tratamento
Ventilação assistida
Insuficiência Respiratória Aguda
Tratamento
Ventilação assistida
Insuficiência Respiratória Aguda
Bolsa-valva-máscara
pop-off
ar ambiente
O2 21%
O2 90 -100%
reservatório
O2 40%
paciente
Insuficiência Respiratória Aguda
Tratamento
Intubação
A
Valécula
Epiglote
B
Epiglote
Suporte
Ventilatório
Invasivo
• Intubação
• Cânula
• sem “cuff”
Tubo de insuflação
Balão
Válvula
Balão
insuflável
Linha
radiopaco
Marcadores de
profundidade
Olho do
Murphy
< 8a
• com “cuff”
> 8a
Adaptador
Marcador
das cordas
vocais
Incidência e características
endoscópicas de lesões das vias
aéreas associadas à intubação
traqueal em crianças
Andréa Maria Gomes Cordeiro, Shieh Huei Shin,
Iracema de Cássia Oliveira Ferreira Fernandes,
Albert Bousso, Eduardo Juan Troster
Rev Ass Med Bras. 2004; 50(1):87-92.
Possible risk factors associated
with moderate or severe airway
injuries in children who
underwent endotracheal
intubation
Andrea Maria Gomes Cordeiro;
Jose Carlos Fernandes; Eduardo Juan Troster
Ped Crit Care Med. 2004; 5(4):364-8.
Suporte Ventilatório
• Não invasiva
Ventilação não invasiva em Pediatria
Noninvasive ventilation in pediatrics
Dafne Cardoso Bourguignon da Silva,
Flavia Andrea Krepel Foronda, Eduardo J. Troster
Publicado em: J Pediatr. 2003; 79(Suppl 2):S161-8.
Ventilação não invasiva
Insuficiência Respiratória Aguda
Tratamento
Ventilação mecânica: indicação
 Clínicas
PCR
apnéia
fadiga
Glasgow <8
 Gasométricas
PaO2<50 mmHg em FiO2 > 60%
PaCO2>60 mmHg ou 5 a 10mmHg/h
BASES FÍSICAS
CICLO RESPIRATÓRIO
4 FASES:
– INSPIRATÓRIA
– CICLAGEM: Mudança da fase inspiratória para a
fase expiratória.
– EXPIRATÓRIA
– DISPARO ou TRIGGER: Mudança da fase
expiratória para inspiratória
O ventilador fornecerá à criança os seguintes
parâmetros:
Pressão
Volume Corrente
Fluxo Inspiratório
oPor um tempo
oEm uma Fração Inspirada de Oxigênio
oCom uma freqüência respiratória
oDeterminando um Volume Minuto
Manterá um fluxo e pressão durante a expiração
Controle
(variável que é controlada na inspiração
para fornecer os parâmetros acima)
Volume (Ex: Volume Controlado)
Pressão (Ex: Pressão Controlada)
Fluxo (Ex: Volume Controlado)
Tempo (Ex: Ventilação de Alta
Freqüência Oscilatória)
Controle Duplo (Ex: Pressão regulada
com Volume Controlado; neste tipo de
controle o ventilador tenta ofertar o volume
pré-estabelecido desde que a pressão
limite não seja atingida)
Disparo
(variável que
quando atingida leva
ao início da
inspiração)
Pressão *
Fluxo *
Volume
Movimento
abdominal
Impedância
torácica
* mais comuns
O aparelho pode interagir ou não com a criança
determinando 3 tipos de respiração:
•Mandatória- O aparelho mantém e termina a
inspiração.
•Controlada – O aparelho começa mantém
e termina a respiração
•Assistida - A criança inicia a inspiração, o
aparelho a auxilia na manutenção da
inspiração e o aparelho termina a
inspiração.
Espontânea - A criança começa e termina a
inspiração, ou a interação entre criança e aparelho
termina a inspiração (espontânea com suporte).
Limite
(variável mantida na
inspiração, se
ultrapassada aciona
um alarme e/ou
termina a
inspiração)
Pressão
Volume
Fluxo
Ciclo
(variável que
determina o
término da
inspiração e início
da expiração)
Tempo
Volume
Fluxo
Pressão
Linha de Base
(variável
mantida
durante a
expiração,
mantém
a CRF
•Pressão
•Fluxo
Interação
O ventilador fornecerá à criança os seguintes
parâmetros:
Pressão
Volume Corrente
Fluxo Inspiratório
oPor um tempo
oCom uma Fração Inspirada de
Oxigênio
oCom uma freqüência respiratória
oDeterminando um Volume Minuto
Manterá um fluxo e pressão durante a
expiração
O aparelho pode interagir ou não
com a criança determinando 3 tipos
de respiração:
•Mandatória- O aparelho mantém e
termina a inspiração.
•Controlada – O aparelho
começa mantém e termina a
respiração
•Assistida - A criança inicia a
inspiração, o aparelho a auxilia na
manutenção da inspiração e o
aparelho termina a inspiração.
Espontânea - A criança começa e
termina a inspiração, ou a interação
entre criança e aparelho termina a
inspiração (espontânea com suporte).
I
E
I
E
I
E
I
E
Pressão
Volume
Espontânea
Pressão Positiva
Controlada
Pressão
Fluxo
Volume
Assistida
Pressão
Fluxo
Volume
Espontânea
Pressão
Fluxo
O ventilador fornecerá à criança os seguintes parâmetros:
Pressão
Volume Corrente
Fluxo Inspiratório
oPor um tempo
oCom uma Fração Inspirada de Oxigênio
oCom uma freqüência respiratória
oDeterminando um Volume Minuto
Manterá um fluxo e pressão durante a expiração
Controle
(variável que é controlada na inspiração para fornecer os
parâmetros acima)
Volume (Ex: Volume Controlado)
Pressão (Ex: Pressão Controlada)
Fluxo (Ex: Volume Controlado)
Tempo (Ex: Ventilação de Alta Freqüência Oscilatória)
Controle Duplo (Ex: Pressão regulada com Volume
Controlado; neste tipo de controle o ventilador tenta ofertar o
volume pré-estabelecido desde que a pressão limite não seja
atingida)
Flow
Alveolar
pressure
Airway
pressure
Volume Controlado X Pressão
Controlado
Exp
Volume controlado
Pressão controlada
O ventilador fornecerá à criança os seguintes
parâmetros:
Pressão
Volume Corrente
Fluxo Inspiratório
oPor um tempo
oEm uma Fração Inspirada de Oxigênio
oCom uma freqüência respiratória
oDeterminando um Volume Minuto
Manterá um fluxo e pressão durante a
expiração
Disparo
(variável que quando atingida leva
ao início da inspiração)
Pressão *
Fluxo *
Volume
Movimento abdominal
Impedância torácica
* mais comuns
O aparelho pode interagir ou não com a
criança determinando 4 tipos de
respiração:
•Mandatória- O aparelho mantém e
termina a inspiração.
•Controlada – O aparelho começa
mantém e termina a respiração
•Assistida - A criança inicia a
inspiração, o aparelho a auxilia na
manutenção da inspiração e o
aparelho termina a inspiração.
Espontânea - A criança começa e termina
a inspiração, ou a interação entre criança e
aparelho termina a inspiração (espontânea
com suporte).
Disparo
• TEMPO
• PRESSÃO
• FLUXO
• IMPEDÂNCIA
TORÁCICA
• MOVIMENTAÇÃO
ABDOMINAL
O ventilador fornecerá à criança os seguintes
parâmetros:
Pressão
Volume Corrente
Fluxo Inspiratório
oPor um tempo
oEm uma Fração Inspirada de
Oxigênio
oCom uma freqüência respiratória
oDeterminando um Volume Minuto
Manterá um fluxo e pressão durante a
expiração
Limite
Limite
(variável mantida na
inspiração, se ultrapassada
aciona um alarme e/ou termina
a inspiração)
Pressão
Volume
Fluxo
O ventilador fornecerá à criança os seguintes
parâmetros:
Pressão
Volume Corrente
Fluxo Inspiratório
oPor um tempo
oEm uma Fração Inspirada de Oxigênio
oCom uma freqüência respiratória
oDeterminando um Volume Minuto
Manterá um fluxo e pressão durante a
expiração
Ciclagem
Ciclo
(variável que determina o
término da inspiração e
início da expiração)
Tempo
Volume
Fluxo
Pressão
O ventilador fornecerá à criança os seguintes
parâmetros:
Pressão
Volume Corrente
Fluxo Inspiratório
oPor um tempo
oEm uma Fração Inspirada de
Oxigênio
oCom uma freqüência respiratória
oDeterminando um Volume Minuto
Manterá um fluxo e pressão durante a
expiração
Linha de Base
Linha de Base
(variável mantida durante a expiração,
mantém a CRF
•Pressão
•Fluxo
Posição Prona
Perspectivas
• Ventilação de alta freqüência
• Ventilação líquida
• ECMO
Ventilação Líquida
• O papel da Ventilação Líquida no Tratamento
da Insuficiência Respiratória Aguda em
Crianças - Uma Revisão Sistemática
• The role of liquid ventilation in the treatment
of acute respiratory insufficiency in children A systematic review
• Patrícia Freitas Góes, Eduardo Juan Troster
Rev Ass Med Bras. 2006; 52(2):103-7.
Ventilação de alta freqüência
• Ventilação de alta freqüência em
crianças e adolescentes com
Síndrome do Desconforto
Respiratório Agudo
• Trabalho submetido para RAMB
ECMO
DINIZ, EMA et al, 2001