1.1 Insufficienza respiratoria acuta (IRA) e ventilazione meccanica a pressione positiva La funzione primaria dell'apparato respiratorio è lo scambio gassoso. Tale processo consiste nella rimozione di anidride carbonica (CO 2 ) e nell'arricchimento del sangue venoso in ossigeno (O 2 ). L'insufficienza respiratoria (IR) può essere definita come una condizione di inadeguatezza di una o di entrambe le funzioni di scambio gassoso. La conseguenza di questa disfunzione è l'ipossiemia arteriosa e/o l'ipercapnia arteriosa.L'insufficienza respiratoria (IR) può essere suddivisa in due quadri:1. L' IR di tipo I 2. L'IR di tipo II L'IR di tipo I è determinata da un deficit degli scambi gassosi ed è caratterizzata da ipossiemia (PaO 2 < 60 mmHg). L'IR di tipo II è determinata da un deficit della pompa ventilatoria ed è caratterizzata da ipercapnia (PaCO 2 > 45 mmHg) di solito associata ad ipossiemia. Talvolta nello stesso paziente coesistono un'insufficienza respiratoria di tipo I e una di tipo II.La maggior parte dei pazienti ospedalizzati per insufficienza respiratoria acuta di tipo I o di tipo II migliora con la terapia conservativa (farmaci ed ossigeno terapia). Se tuttavia un paziente non migliora o continua a peggiorare nonostante l'ottimizzazione della terapia conservativa è indicato il ricorso alla ventilazione meccanica a pressione positiva.Per ventilazione meccanica a pressione positiva si intende il sostegno artificiale alla ventilazione tramite apparecchiature costituite da una pompa esterna capace di generare una pressione positiva a livello delle vie aeree del paziente.La ventilazione meccanica è indicata nei soggetti che presentano una ventilazione inadeguata, come testimoniato da un'elevata tensione arteriosa della CO 2 (PaCO 2 ), e/o un'inadeguata ossigenazione arteriosa. Inoltre può necessitare di ventilazione una grave ostruzione delle vie aeree provocata da asma o broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) o una grave patologia del parenchima polmonare, come ad esempio la Sindrome da Distress Respiratorio Acuto (ARDS), quando il lavoro respiratorio è aumentato sino a livelli insostenibili con la ventilazione spontanea. Infine la ventilazione meccanica può essere indicata nei pazienti con grave instabilità emodinamica (es: shock settico, shock cardiogeno) o che necessitino di condizionare il livello di PaCO 2 per la presenza di elevati valori di pressione endocranica (es. trauma cranico grave).I principali obiettivi della ventilazione meccanica sono:1. ripristinare gli scambi gassosi aumentando la PaO 2 e/o riducendo la PaCO 2 ; 2. ridurre l'attività dei muscoli respiratori ripristinando l'efficacia della pompa ventilatoria; 3. ridurre la sensazione di dispnea. 1 1.2 Ventilatori a pressione positiva I ventilatori meccanici sono macchine in grado di vicariare completamente o parzialmente -a seconda delle necessità cliniche del singolo paziente -il lavoro dei muscoli respiratori.Esistono ventilatori meccanici a pressione negativa, attualmente poco usati e di cui non ci occuperemo, e ventilatori meccanici a pressione positiva, di più frequente utilizzo. Questi ultimi producono a livello delle vie aeree flussi e volumi respiratori generando una pressione positiva variabile nel tempo. I ventilatori a pressione positiva possono essere definiti come una fonte di energia esterna che muove i gas all'interno del polmone durante l'inspirazione, permettendo un'espirazione passiva, garantendo così sia la ventilazione alveolare (e quindi la clearence della CO 2 ) che l'ossigenazione del sangue.Con il passare del tempo, l'avanzare della tecnologia e l'ampliamento delle indicazioni alla ventilazione meccanica, sono stati messi a punto ventilatori specifici per l'utilizzo in terapia intensiva ed altri più piccoli, leggeri e maneggevoli per l'utilizzo in ambiente semi-intensivo o domiciliare.Indipendentemente dal tipo di uso per cui sono stati studiati, tutti i ventilatori a pressione positiva sono costituiti da 2 : una fonte di energia che determina il flusso e un sistema di alimentazione dei gas un circuito respiratorio una valvola inspiratoria un sistema per l'eliminazione dell'aria espirata un sistema di sincronizzazione (trigger inspiratorio e ciclaggio espiratorio) sistemi di sicurezza e di allarme Fonte di energia che determina il flusso e sistema di alimentazione dei gas I ventilatori da terapia intensiva sono provvisti di un miscelatore ("blender") ed utilizzano gas (aria e O 2 ) compressi a circa 4 atmosfere, mentre i ventilatori domiciliari e da sub-intensiva prelevano l'aria a pressione atmosferica grazie ad una pompa alternata aspirante-premente oppure una turbina e possono eventualmente arricchirla di O 2 a bassa pressione. Solo nel primo caso è possibile regolare la frazione inspiratoria di O 2 (FiO 2 ). Esistono inoltre dei ventilatori a turbina dedicati all'ambiente sub-intensivo alimentati con ossigeno ad alta pressione che permettono, come quelli da terapia intensiva, il controllo della FiO 2 .Nei ventilatori da terapia intensiva la fonte di energia è rappresentata dai gas compressi. Nei ventilatori domiciliari e da sub-intensiva i gas sono pressurizzati dalla pompa alternata o dalla turbina.