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Ventilación alveolar,
espacio muerto y PaCO2
Prof Guillermo Bugedo
Departamento de Medicina Intensiva
Pontificia Universidad Católica de Chile
/gbugedo
Terapia Ventilatoria UC
Ventilación alveolar,
espacio muerto y PaCO2
• revisar la fisiología del centro respiratorio
y la ventilación
• concepto de espacio muerto (VD)
• ventilación en SDRA
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• conclusiones
RESPIRATORY
CENTER
(brain stem)
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[H+]
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respiratory
muscles
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West JB, 6th ed, 1999
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harms
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trabajo
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frec respiratoria
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frec cardíaca,
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Lellouche F, et al. Chest. 2020;158(1):45-47.
SDRA
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100 ml/Kg/min
hypoventilation hyperventilation
↑ PaCO2
respiratory acidosis
gas trapping
↑ mean airway pressure
↓ cardiac output
acute car pulmonale
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VILI
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lung protection
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Vt ≥10 ml/kg IBW puede dañar…
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Mascia L, et al. JAMA. 2010
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cuánto drive (vol min)?
CO2 management
PaCO2 = =
V CO2
VAlv Vmin - VEM
V CO2
. .
CO2 production
(poorly modified,
but hypothermia)
↑ minute ventilation
↑ tidal volume, or
↑ resp rate
V min (A) x PaCO2 (A) = V min (B) x PaCO2 (B)
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RR (A) x PaCO2 (A) = RR (B) x PaCO2 (B)
HR Wexler, P Lok. Can Anaesth Soc J 1981
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optimize PEEP
Murray IP, et al. Chest 1984;85(1):100-4.
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alveolar
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optimize PEEP
↓ instrumental Vd/Vt
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Vt 4 ml/kg 6 ml/kg p
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pCO2 48 (26-51) 45 (27-51) 0.148
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Physiological dead space
PaCO2 - PE CO2
Vd/Vt =
PaCO2
PaCO2 - ET CO2
Vd/Vt ≈
PaCO2
Ferluga M; et al. Ann Transl Med 2018;6(19):388
ET CO2
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Ventilación alveolar,
espacio muerto y PaCO2
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eliminación CO2 y regulación del
equilibrio ácido-base
• SDRA
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  • 1. Ventilación alveolar, espacio muerto y PaCO2 Prof Guillermo Bugedo Departamento de Medicina Intensiva Pontificia Universidad Católica de Chile /gbugedo Terapia Ventilatoria UC
  • 2. Ventilación alveolar, espacio muerto y PaCO2 • revisar la fisiología del centro respiratorio y la ventilación • concepto de espacio muerto (VD) • ventilación en SDRA • medición espacio muerto • conclusiones RESPIRATORY CENTER (brain stem) alveolar ventilation [H+] PaCO2 respiratory muscles (workload) ( Vmin - VD )
  • 3. Minute Resp Volume Respiratory Rate Tidal Volume = x Vent Alvolar Respiratory Rate (Vt - VD) = x 12 /min 500 ml 6 l 500 - 150 ml 12 /min 350 ml 4,2 l Weibel's model of airways Respiratory Physiology. The Essentials West JB, 6th ed, 1999 anatomical dead space
  • 4. ventilación: control eq ácido-base Guyton & Hall. Textbook of Medical Physiology 11th Ed, 2006.
  • 5. RESPIRATORY CENTER (brain stem) alveolar ventilation [H+] PaCO2 respiratory muscles (workload) ( Vmin - VD ) ↑↑vent harms fever inflammation trabajo “workload” frec respiratoria volumen minuto frec cardíaca, presión arterial “mecánica” p0.1
  • 6. SDRA: ↑↑vol minuto Lellouche F, et al. Chest. 2020;158(1):45-47. SDRA 150 ml/Kg/min posop 100 ml/Kg/min
  • 7. hypoventilation hyperventilation ↑ PaCO2 respiratory acidosis gas trapping ↑ mean airway pressure ↓ cardiac output acute car pulmonale ↓ PaCO2 resp alcalosis ↑ energy ↑ minute ventilation VILI ↓ energy ↓ minute ventilation lung protection permissive hypercapnia Vt ≥10 ml/kg IBW puede dañar… (frec resp máxima ±30-35) Vmin >300 ml/Kg/min = DAÑO Mascia L, et al. JAMA. 2010 Futier E, et al. N Engl J Med 2013 ➝ limite Vmin a 200 ml/kg IBW/min cuánto drive (vol min)?
  • 8. CO2 management PaCO2 = = V CO2 VAlv Vmin - VEM V CO2 . . CO2 production (poorly modified, but hypothermia) ↑ minute ventilation ↑ tidal volume, or ↑ resp rate V min (A) x PaCO2 (A) = V min (B) x PaCO2 (B) If Vt is constant: RR (A) x PaCO2 (A) = RR (B) x PaCO2 (B) HR Wexler, P Lok. Can Anaesth Soc J 1981 pH (B) = pH (A) + 0.013 [RR (B) - RR (A)] Damiani F, et al. Resp Care 2022 PaCO2 (B) = PaCO2 (A) - 2[RR (B) - RR (A)] en Covid:
  • 9. CO2 management PaCO2 = = V CO2 VAlv Vmin - VEM V CO2 . . CO2 production (poorly modified, but hypothermia) ↑ minute ventilation ↑ tidal volume, or ↑ resp rate ↓ dead space optimize PEEP Murray IP, et al. Chest 1984;85(1):100-4.
  • 10. pressure volume shunt best PEEP overdistention prone to shunt Respiratory Physiology. The Essentials West JB, 6th ed, 1999 alveolar dead space
  • 11. CO2 management PaCO2 = = V CO2 VAlv Vmin - VEM V CO2 . . CO2 production (poorly modified, but hypothermia) ↑ minute ventilation ↑ tidal volume, or ↑ resp rate ↓ dead space optimize PEEP ↓ instrumental Vd/Vt
  • 12. Retamal J, et al. Critical Care 2013, 17:R16 Vt 4 ml/kg 6 ml/kg p PaO2 84 (54-148) 83 (61-162) 0.358 pCO2 48 (26-51) 45 (27-51) 0.148 pH 7.29 (7.21-7.46) 7.31 (7.20-7.47) 0.105 Vt (ml) 248 (210-300) 373 (310-450) 0.005 RR 37 (28-39) 25 (19-26) 0.005 plateau 21 (16-23) 24 (18-28) 0.008 driving 7 (4-12) 11 (6-18) 0.009 ↓ instrumental dead space + active humidification
  • 13. medición clínica de espacio muerto Physiological dead space PaCO2 - PE CO2 Vd/Vt = PaCO2 PaCO2 - ET CO2 Vd/Vt ≈ PaCO2 Ferluga M; et al. Ann Transl Med 2018;6(19):388 ET CO2 Pa CO2 ↑Vd/Vt
  • 14. medición clínica de espacio muerto Physiological dead space PaCO2 - PE CO2 Vd/Vt = PaCO2 PaCO2 - ET CO2 Vd/Vt ≈ PaCO2 Ferluga M; et al. Ann Transl Med 2018;6(19):388 Nuckton TJ, et al. N Engl J Med 2002;346(17):1281-6. Lecompte-Osorio et al. Crit Care (2021) 25:333
  • 15. medición clínica de espacio muerto Physiological dead space Capnografía volumétrica Sinha, et al. Am J Respir Crit Care Med 2019 Ventilatory ratio PaCO2 - PE CO2 Vd/Vt = PaCO2 PaCO2 - ET CO2 Vd/Vt ≈ PaCO2 Ferluga M; et al. Ann Transl Med 2018;6(19):388
  • 16. Ventilación alveolar, espacio muerto y PaCO2 • ventilación alveolar es fundamental en eliminación CO2 y regulación del equilibrio ácido-base • SDRA • ↑ ventilación minuto • ↑ espacio muerto • espacio muerto tiene connotación pronóstica (y terapeútica) • su medición y manipulación puede tener impacto clínico prone to shunt Respiratory Physiology. The Essentials West JB, 6th ed, 1999 alveolar dead space