Abstract
La ventilazione manuale è una procedura vitale, che rimane difficile da raggiungere per i pazienti che necessitano di supporto ventilatorio. Deve essere eseguita da operatori sanitari esperti che sono regolarmente addestrati per l’uso di bag-valve-mask (BVM) in situazioni di emergenza., Daremo in questo documento, una visione storica sull’evoluzione della ventilazione manuale negli ultimi decenni e descriveremo le caratteristiche tecniche, i vantaggi e i pericoli dei principali dispositivi attualmente presenti sul mercato. La ventilazione artificiale si è sviluppata progressivamente e la ricerca è ancora in corso per migliorare i dispositivi effettivi utilizzati. Negli ultimi anni è stata sviluppata una nuova generazione di ventilatori, ma poco è stato fatto per la ventilazione manuale., Molti esiti avversi dovuti a valvola difettosa o montaggio errato sono stati riportati in letteratura, così come alcune difficoltà per garantire un’insufflazione efficiente in base ai normali parametri respiratori. Questi gravi incidenti sottolineano l’importanza del controllo di routine del sistema BVM e in particolare del rimontaggio unidirezionale della valvola dopo la sterilizzazione, da parte di solo personale esperto e addestrato. I dispositivi integrati monouso possono prevenire problemi di smontaggio e sono più sicuri di quelli riutilizzabili. Attraverso nuovi dispositivi e miglioramenti tecnici, la sicurezza di BVM potrebbe essere aumentata.
1., Introduzione
La ventilazione, utilizzata per fornire ossigenazione supplementare ai pazienti con insufficienza respiratoria, è una procedura cruciale. E ‘ stato descritto secoli fa, e da quel momento, tecniche e dispositivi utilizzati sono in continuo miglioramento. Claudio Galeno è stato tra i primi a parlare di polmoni e ventilazione quasi 2000 anni fa e da allora, diversi scienziati e filosofi hanno cercato di capire questo concetto . A metà del 20 ° secolo, sono state sviluppate diverse valvole unidirezionali con caratteristiche diverse., Tuttavia, sono stati descritti e utilizzati molti diversi metodi di ventilazione manuale, tra cui bocca a bocca e bocca a naso, ma la tecnica bag-valve-mask (BVM) rimane quella comunemente utilizzata in situazioni di emergenza e in ambienti preospedalieri . Questo documento traccia una visione storica dell’evoluzione della ventilazione manuale negli ultimi decenni e descrive le caratteristiche tecniche, i vantaggi e i pericoli dei principali sistemi attualmente utilizzati per la ventilazione manuale.
2., Storia della ventilazione artificiale
La ventilazione con BVM è la tecnica comunemente usata per fornire ventilazione manuale a pressione positiva ai pazienti con insufficienza respiratoria. Dalla metà del 1500 fino ai primi del 1900, le tecniche di ventilazione artificiale riportate in letteratura ricordano solo la bocca a bocca e l’uso di soffietti . Infatti, nel 1472, Paulus Bagellardus pubblicò il primo libro conosciuto sulle malattie infantili e descrisse la rianimazione bocca a bocca raccomandando alle ostetriche di soffiare nella bocca del neonato se non c’è respirazione ., Ciò dimostra che la ventilazione bocca a bocca era già considerata in quel momento. Nel 1543, dopo ulteriori indagini su un modello porcino, Andreas Vesalius consigliò di fornire aria nella trachea con una canna per aumentare la sopravvivenza dell’animale. Questa pratica fu rilevata nel 1559 da un professore italiano di anatomia Matteo Realdo Colombo che descrisse anche il metodo della tracheotomia. Un secolo dopo, Robert Hooke, uno dei più grandi scienziati sperimentali del diciassettesimo secolo, ripeté la sperimentazione di Vesalius usando un modello di pollo strangolato, ventilato da soffietti., Ha dimostrato con questo modello che era solo la perdita di aria fresca che ha causato la morte . Nel 1732, il primo caso di ventilazione bocca a bocca fu riportato su un minatore di carbone. Quest’ultima rianimazione è stata eseguita dal chirurgo William Fossach . Ha presentato nel 1744 a Edimburgo il caso di studio della sua bocca-a-bocca di salvataggio . Nel 1787, il barone Antoine Portal propose, per i casi di insufficienza respiratoria, di gonfiare i polmoni del neonato con l’aria., Il chirurgo scozzese John Hunter, sostenitore del metodo sperimentale in medicina, che sviluppò soffietti umani con valvola limitatrice di pressione, raccomandò alla Royal Human Society nel 1776 la necessità di applicare immediatamente la ventilazione artificiale per la rianimazione . Inoltre, al fine di ridurre l’inflazione dello stomaco, il principale problema con la ventilazione del soffietto, suggerì di premere delicatamente la laringe contro le vertebre . La ventilazione a soffietto è stata condannata dalla Royal Human Society e dall’Accademia francese di Medicina per mancanza di sicurezza a causa dei loro primi effetti negativi., Nel 1745, John Fothergill elencò i vantaggi singolari della ventilazione dell’aria espirata bocca a bocca rispetto alla ventilazione a soffietto durante la rianimazione . Ha detto che “il calore e l’umidità del respiro sarebbero più propensi a promuovere la circolazione rispetto all’aria agghiacciante forzata da un paio di soffietti e che i polmoni di un uomo possono sopportare, senza lesioni, una forza così grande come quelle di un altro può esercitare, che dal soffietto non può sempre essere determinato” . Infatti, con la ventilazione bocca a bocca, è impossibile aumentare la pressione per essere più alta di quella che l’uomo è in grado di generare., Tuttavia, un esempio di ventilazione a soffietto di successo è stato riportato da Fell nel 1891 in uno studio clinico . James Leroy d’Etiolles sottolineò la necessità di un uso precoce del soffietto e raccomandò nel 1828 un soffietto graduato in base alle dimensioni del paziente per ridurre l’iperventilazione con volumi elevati che possono indurre barotrauma . Nel 1958, Peter Josef Safar,” il padre della moderna rianimazione”, dimostrò la superiorità della ventilazione bocca a bocca rispetto ad altri metodi di ventilazione manuale in uno studio clinico .,
A metà del 20 ° secolo, sono state sviluppate diverse valvole unidirezionali con caratteristiche tecniche diverse. Il concetto originale di borsa-valvola-maschera è stato sviluppato nel 1953 dal medico tedesco Holger Hesse e dal suo socio anestesista danese Henning Ruben, dopo il loro lavoro iniziale su una pompa di aspirazione. Il loro rianimatore, chiamato “Ambu” (Artificial Manual Breathing Unit), è stato prodotto e commercializzato nel 1956 dalla loro azienda .
3. Sistema Bag-Valve-Mask
Una camera d’aria (o sacca) e un connettore paziente costituiscono il sistema BVM., Il connettore paziente è costituito da una valvola unidirezionale paziente, una porta espiratoria e una porta di connessione paziente. Quest’ultimo è collegato a un’interfaccia, che può essere una maschera o un tubo endotracheale. Un volume d’aria viene fornito al paziente quando il soccorritore stringe la borsa. Queste diverse parti sono raffigurate nella Figura 1 .
4., Caratteristiche tecniche della valvola del paziente
Le valvole unidirezionali o unidirezionali del paziente sono valvole non respiratorie (NRVS), che devono essere combinate con sacche autogonfiabili per essere utilizzate come dispositivi di rianimazione completi. Queste valvole sono composte da una porta inspiratoria ed espiratoria e consentono la respirazione spontanea o controllata. Le valvole del paziente vengono utilizzate per la ventilazione a pressione positiva con un BVM o un ventilatore meccanico . Nella maggior parte dei casi, al fine di ridurre al minimo lo spazio morto, le valvole si trovano vicino alle vie aeree del paziente ., Diversi NRV sono sviluppati con caratteristiche tecniche diverse. Tra questi, descriveremo succintamente le valvole Ambu e Laerdal, i NRV più popolari utilizzati.
4.1. Valvole Ambu
Le valvole Ambu o Unità di respirazione manuale artificiale sono costituite da due alette unidirezionali in gomma siliconica (valvole a fungo) costituite da un lembo inspiratorio ed espiratorio. Di solito, vengono utilizzati con una sacca di ventilazione flessibile in sala operatoria. È la più antica valvola sviluppata per la ventilazione. Presenta un piccolo spazio morto e una bassa resistenza al flusso ., Molte diverse valvole Ambu sono ora disponibili. Esempio di Ambu valvola a scatto singolo tipo Ambu Mark III è raffigurato sotto (Figura 2).
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Ambu singolo otturatore della valvola (a) http://helid.digicollection.org/, (b) Kim et al., 2008 ).
4.2., Valvole Laerdal
Queste valvole sono utilizzate con borse autogonfiabili e hanno una particolare forma a “becco d’anatra” o membrana a labbro costituita da un diaframma sottile e flessibile e da un anello piatto in silicone (Figura 3). La valvola” duckbill ” (valvola inspiratoria) si apre durante l’inspirazione e colpisce anche un anello di silicone piatto (valvola espiratoria) che si muove per chiudere la porta di uscita . Questi tipi di valvole sono i NRV più diffusi in commercio grazie alla loro facile incorporazione in un’ampia varietà di dispositivi e rimangono la prima scelta in un gran numero di applicazioni .,
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Laerdal valvola (a) http://www.laerdal.com/, (b): Kim et al., 2008 ).
Le diverse caratteristiche tecniche di queste valvole sono presentate nella Tabella 1.,
5. Sistema Bag-Valve-Mask Inconvenienti e pericoli
5.1. Progettazione della valvola di non respirazione
I sistemi BVM con valvole di non respirazione possono essere utilizzati in ventilazione controllata o in ventilazione spontanea per mantenere o aumentare la pressione arteriosa dell’ossigeno del paziente prima dell’intubazione . Tuttavia, secondo Tibballs et al., alcuni dispositivi con una valvola” duckbill ” non devono essere utilizzati per fornire ossigeno durante la ventilazione spontanea. Questi NRV forniscono solo un flusso di ossigeno trascurabile quando gli sforzi del paziente non riescono ad aprire la valvola durante lo sforzo inspiratorio., Pertanto, hanno raccomandato di non utilizzare BVM con NRV insieme a maschera o tubo endotracheale (ETT) per fornire ossigeno durante la ventilazione spontanea, tranne se l’apertura della valvola “duckbill” può essere assicurata. Altrimenti, il paziente inalerà essenzialmente gas scaduto . Recentemente, Payne et al. resistenze valvole Laerdal e Ambu simulate su una gamma di condizioni di flusso costante. Per portate comprese tra 5 e 45 L / min, la resistenza di queste valvole induce una perdita di pressione inferiore a 2,04 cm H2O che risulta ancora elevata rispetto al limite fissato dal Comitato Europeo di Normalizzazione (CEN) (1.,53 cm H2O ad un flusso di gas di 35 L / min). Inoltre, il miglior sistema BVM per fornire ossigeno ai pazienti che ventilano spontaneamente deve avere una valvola a bassa resistenza e, inoltre, un disco incorporato per impedire il trascinamento dell’aria . Tuttavia, le valvole “duckbill” non impedivano in modo affidabile il trascinamento dell’aria . Rimane, quindi, importante conoscere le caratteristiche di BVM prima dell’uso su un paziente che respira spontaneamente .
5.2. Limiti della valvola di non respirazione
La ventilazione BVM è piuttosto difficile da eseguire e gli NRV devono essere montati correttamente per fornire un’adeguata ventilazione al paziente., Sono stati documentati incidenti critici e sono state identificate una grande varietà di cause. Diversi studi hanno mostrato alcuni incidenti dovuti a valvole unidirezionali difettose in BVM e ventilazione meccanica . Uno studio recente ha descritto un caso di barotrauma polmonare dovuto al” bloccaggio ” della valvola Ambu in posizione inspiratoria . Un altro caso di studio ha riportato un diaframma inspiratorio difettoso del Laerdal NRV collegato a un ventilatore Dräger Oxylog che ha indotto il 79% di SaO2 (in calo rispetto al 97%) in un paziente., In effetti, hanno rivelato che la valvola” duckbill ” non si muoveva completamente nella posizione inspiratoria a portate inspiratorie inferiori e questo causava perdite importanti e, quindi, gran parte del volume insufflato aggirava il paziente e portava alla desaturazione .
5.3. Misassembly del sistema Bag-Valve-Mask
Molti problemi di misassembly di BVM sono stati segnalati anche in letteratura che inducono volumi di marea inadeguati, barotrauma e problemi potenzialmente pericolosi . Ho et al., descritto due casi di ostruzione di espirazione a causa del misassembly della valvola di Laerdal, quando due labbra “a bocca di pesce” o valvole “a becco d’anatra” sono state inserite invece di una . Nel 2002, Smith ha riportato un completo fallimento di un rianimatore manuale per adulti e l’incapacità di ventilare una vittima di arresto cardiaco . Ciò era dovuto alla valvola “duckbill” mancante nel gruppo della valvola del paziente . Munford e Wishaw hanno descritto, dopo una ventilazione inadeguata durante un tentativo di rianimazione, un altro caso di montaggio errato con un NRV utilizzato principalmente in anestesia (valvola Ruben) ., Infatti, la sacca Ambu era collegata alla porta del paziente di una valvola Ruben e non all’ingresso della sacca, e quindi ogni insufflazione erogata passava fuori dalla porta espiratoria . Simili inversioni accidentali della valvola, con un filtro respiratorio inserito inavvertitamente nella porta espiratoria o un inserimento del serbatoio della sacca nella porta del paziente, sono state riscontrate con le valvole Ambu A., Al fine di prevenire questi gravi problemi di connessione, le norme internazionali e le normative francesi, pubblicate nel 1996, vietano l’uso e la commercializzazione di questi dispositivi se non dispongono di un diverso sistema di codifica di ingresso e uscita .
Questi vari e gravi incidenti sottolineano l’importanza del controllo di routine del sistema BVM e in particolare del rimontaggio unidirezionale della valvola dopo la sterilizzazione e la pulizia da parte di personale adeguatamente addestrato . Il dispositivo incorporato monouso può anche essere un’alternativa per evitare questi problemi di smontaggio.
5.4., Difficoltà di ventilazione Bag-Valve-Mask
Oltre a questi incidenti tecnici, la ventilazione BVM non è abbastanza facile da eseguire per fornire insufflazioni adeguate. Gli operatori sanitari non hanno informazioni su volumi di marea insufflati, velocità di ventilazione, volumi di insufflazione gastrica, pressioni delle vie aeree e perdite. Questi parametri sono molto importanti per apprezzare aiutare il soccorritore a ventilare adeguatamente il paziente., Tuttavia, molti studi hanno dimostrato che gli operatori sanitari addestrati nella gestione delle vie aeree forniscono al paziente con arresto cardiaco e/o respiratorio alti tassi di ventilazione e volumi di ventilazione inadeguati . Uno studio di Aufderheide et al. ha dimostrato che il personale medico esperto di emergenza iperventilato tutti i pazienti con respiri / min (il doppio delle raccomandazioni) e nessuno di loro è sopravvissuto ., Inoltre, un recente studio da banco ha dimostrato che l’iperventilazione si è verificata nella rianimazione pediatrica simulata con respiri / min rispetto alla frequenza raccomandata da 8 a 20 respiri/min dalle linee guida Pediatric Advanced Life Support . Recentemente, il nostro gruppo di ricerca ha mostrato risultati simili in uno studio su banco con un campione ampio e vario . Un altro problema è la borsa di ricarica rapida e la situazione stressante di emergenza che può indurre un riflesso in cui i soccorritori tendono a spremere e fornire respiro non appena la borsa si gonfia nuovamente ., Queste difficoltà di eseguire una ventilazione adeguata possono portare a un volume e una pressione insufflati eccessivi. Quest’ultimo induce alte pressioni intratoraciche e delle vie aeree, che compromettono l’emodinamica . Inoltre, un’eccessiva ventilazione favorisce l’insufflazione gastrica e successivamente l’aspirazione polmonare . Tutti questi effetti avversi possono influire sulla sopravvivenza dei pazienti.
Questi rapporti hanno evidenziato gli esiti negativi degli errori umani, che di solito sono il risultato della mancanza di esperienza e / o di una formazione poco frequente., Ciò porta a una ventilazione inadeguata e inefficiente secondo le linee guida del Comitato di collegamento internazionale sulla rianimazione (ILCOR).
6. Conclusione
Questa revisione della letteratura si è concentrata sulla ventilazione manuale che descrive la sua storia e i principali dispositivi attualmente utilizzati con i loro vantaggi e pericoli. La rianimazione bocca a bocca è stata descritta già nel quindicesimo secolo e progressivamente sono state sviluppate nuove tecniche di ventilazione che hanno portato al concetto di borsa-valvola-maschera nell’anno 1950., Da quel momento, molti pericoli dovuti a valvola difettosa o montaggio errato sono stati riportati in letteratura, nonché alcune difficoltà per garantire un’insufflazione efficiente secondo i normali parametri respiratori. Questi malfunzionamenti e difficoltà portano a volumi di marea inadeguati, inducono alti tassi di ventilazione e talvolta causano insufflazione gastrica. Generano anche alte vie aeree e pressioni intratoraciche. Tutti questi problemi hanno un impatto critico sulla sopravvivenza del paziente., Gli operatori sanitari addestrati dovrebbero essere responsabili della ventilazione BVM e l’uso di dispositivi integrati impedirà problemi di smontaggio e sono più sicuri di quelli riutilizzabili. I miglioramenti tecnologici sono obbligatori per aumentare l’affidabilità, la fattibilità e la sicurezza della ventilazione della borsa-valvola-maschera. Negli ultimi anni, la ventilazione meccanica è stata migliorata drasticamente con una nuova generazione di ventilatori che è stata sviluppata, ma piccoli miglioramenti sono stati fatti per la ventilazione manuale., Sebbene il design e l’ingegneria delle valvole Ambu si siano evoluti, non sono state apportate modifiche importanti alle valvole Laerdal. La sfida è sviluppare dispositivi e tecnologie che migliorino e garantiscano la qualità della ventilazione manuale.
Conflitto di interessi
Gli autori dichiarano che non vi è alcun conflitto di interessi per quanto riguarda la pubblicazione di questo documento.