REVERSE TRIGGERING

Yin e Yang: l'integrazione degli opposti, significato e importanza

REVERSE TRIGGERING

Prima di approfondire questa asincronia è necessario comprendere il significato di “entrainment”. In fisica questo termine si riferisce all’allineamento della fase e del periodo di un sistema oscillatorio non lineare, con la fase e il periodo di un input esterno periodico. In ambito neuroscientifico si parla di entrainment quando le onde cerebrali mostrano un’oscillazione sovrapponibile ad uno stimolo esterno periodico, come ad esempio la musica. In fisiologia respiratoria “respiratory entrainment” si riferisce ad una relazione fissa e ripetitiva tra i cicli respiratori neurali ed i cicli respiratori meccanici erogati dal ventilatore. Questo fenomeno è conosciuto in studi su animali sedati e in persone sane negli stati di veglia, sonno e durante anestesia.1

Nel 2013 è stato osservato per la prima volta l’entrainment respiratorio in pazienti critici sottoposti a ventilazione meccanica e questo pattern respiratorio è stato definito “reverse triggering”, in cui le contrazioni del diaframma sono apparentemente innescate dall’insufflazione del ventilatore con rapporti differenti (1:1; 1:2; 1:3) e con diversi fenotipi (precoce, medio e tardivo).2,3

La patogenesi, non ancora del tutto nota, è data dalla probabile attivazione di riflessi polmonari vago mediati, insieme ad influenze corticali e sub-corticali.3

Il reverse triggering è stato frequentemente riscontrato nei pazienti sedati con ARDS ed in tempi più recenti è stato osservato e descritto anche in casi di pazienti in morte cerebrale.4

Le conseguenze sono potenzialmente molteplici e seppur non chiaramente dimostrate il reverse triggering potrebbe indurre:

  • contrazioni pliometriche del diaframma che sono associate a rilascio di citochine e danneggiamento delle fibre muscolari, giocando un ruolo nella determinazione di atrofia diaframmatica indotta dalla ventilazione5,6;
  • lavoro respiratorio e consumo di ossigeno7;
  • rilevazioni difficoltose della pressione di plateau; volutrauma8;
  • diagnosi ritardata di morte cerebrale4.

Spesso il reverse triggering è confuso con altre asincronie, come il doppio trigger ed il ciclaggio anticipato e il solo monitoraggio grafico non sempre è utile a identificarlo, risultando difficile anche per gli esperti. Per questo motivo l’osservazione delle onde ottenute con il catetere esofageo e/o con il catetere Eadi costituiscono di gran lunga il modo migliore per il riconoscimento.

Come rilevare un reverse triggering

Nella figura 1 è in corso una ventilazione controllata in modalità PCV-vg, e non sono presenti sulla curva di pressione segni di trigger, elemento che suggerisce la passività del soggetto in fase di attivazione dei muscoli inspiratori.

Figura 1. Esempio di Reverse Triggering che sfocia in un falso Doppio Trigger.

Il drive neurale del paziente è stimolato dall’insufflazione passiva del ventilatore, ma la risposta a questa stimolazione è molto variabile sia in termini di attivazione temporale che di intensità muscolare. Nell’immagine si nota l’assenza del segno di trigger sulla curva di pressione, ma durante l’insufflazione meccanica il paziente si attiva a sua volta e molto tardivamente. L’attivazione è prossima allo scadere del tempo inspiratorio e la muscolatura respiratoria ancora in tensione genera un doppio trigger. In presenza di reverse triggering si deve parlare di falso doppio trigger anziché di doppio trigger, poiché per definizione il doppio trigger prevede l’attivazione sia della prima che della seconda insufflazione (come suggerisce appunto il nome). Quando il doppio trigger è conseguente ad un reverse triggering la prima insufflazione non è triggerata, ma mandatoria. Di fatto il paziente triggera solo la seconda insufflazione, per questo viene definito falso doppio trigger.

Da un punto di vista clinico è importante saper riconoscere queste asincronie perché l’eventuale trattamento per porvi rimedio è diverso (figura 2 e 2.1). Alterazioni come ciclaggio anticipato e doppio trigger si palesano in presenza di fattori come: insufficiente tempo inspiratorio, eccessiva richiesta del paziente e/o insufficiente supporto o volume inspiratorio, (le cui potenziali risoluzioni sono state proposte nei paragrafi precedenti). Quando queste asincronie sono generate da un reverse triggering cambia radicalmente l’approccio, perché scaturite da un meccanismo respiratorio che, seppur non ancora ben identificato, è estremamente differente. Nella figura 3, invece, si presenta un reverse triggering che rimane confinato all’interno dell’atto inspiratorio.

Figura 3. Reverse triggering e traccia EAdi. Dal monitoraggio grafico, di un paziente che ventila in Pressure Controlled Ventilation, si può notare che non vi è il segno di trigger generato dal paziente. Il ventilatore inizia l’insufflazione secondo i tempi impostati e dopo qualche decimo di secondo il paziente attiva i muscoli inspiratori. Tale attivazione si nota da una leggera deflessione sulla curva di pressione-tempo, mentre la curva flusso-tempo mostra una leggera convessità. La valutazione non è semplice attraverso il monitoraggio grafico, in altre situazioni è addirittura impossibile. La terza traccia EAdi, di contro, è assolutamente dirimente perché mostra chiaramente la discrepanza tra l’insufflazione erogata dal ventilatore e la tardiva attivazione neurale del diaframma. Nel caso proposto, tale discrepanza non produce altre asincronie come ciclaggio anticipato e doppio trigger: il ritardo neurale, seppur evidente (con il catetere EAdi), rimane confinato all’interno del tempo inspiratorio programmato dal ventilatore

Ad oggi, non essendovi una chiara comprensione del meccanismo di genesi è altrettanto difficile, se non impossibile, suggerire dei consigli utili alla risoluzione. Alla luce dei dati emersi dalla letteratura è forse utile raccomandare semplicemente un utilizzo sempre più misurato ed appropriato della sedazione.

In punta di piedi, si suggeriscono piccoli consigli in presenza di reverse triggering come:

  • valutare se la sedazione è eccessiva (essendo un fattore comunemente associato) o, al contrario, insufficiente all’obiettivo clinico;
  • valutare, anche in assenza di sedazione, se vi sono state variazioni del quadro neurologico;
  • se disponibili, avvalersi del monitoraggio del catetere EAdi e catetere esofageo, perché il solo monitoraggio grafico non è sempre dirimente nella rilevazione.

Sono state, inoltre, proposte diverse strategie emerse da piccoli studi osservazionali e case report che riporto sebbene non siano supportate da robusta evidenza (e da valutare caso per caso):

  • sebbene elevati livelli di PEEP sembrano predisporre a reverse triggering, tale impostazione permetterebbe di ridurre gli effetti deleteri dell’elevato drive respiratorio attraverso una migliore distribuzione della pressione che ridurrebbe il rischio della sovradistensione legata al fenomeno Pendelluft, oltre che a migliorare generalmente gli scambi respiratori;8
  • bassi volumi correnti sono stati associati a più elevata incidenza di reverse triggering e l’aumento del volume ha mostrato in alcuni casi la riduzione/cessazione di reverse triggering;2
  • l’aumento della frequenza respiratoria o, al contrario, la riduzione fino a quando tutti gli atti sono iniziati dal paziente;9
  • laddove le variazioni delle impostazioni ventilatorie non siano efficaci o non applicabili per criteri di sicurezza, si rimanda alla già citata variazione della sedazione fino alla curarizzazione.10

Un caro saluto a tutti,

Cristian

Bibliografia

  1. Simon PM, Zurob AS, Wies WM et al. Entrainment of Respiration in Humans by Periodic Lung Inflations. Effect of State and CO(2). Am. J. Respir. Crit. Care Med; 1999, 160 (3), 950-960
  2. Akoumianaki E, Lyazidi A, Rey N et al. Mechanical ventilation-induced reverse-triggered breaths: A frequently unrecognized form of neuromechanical coupling. Chest 2013; 143:927-38
  3. Baedorf Kassis E, Su HK, Graham AR et al. Reverse Trigger Phenotypes in Acute Respiratory Distress Syndrome. Am. J. Respi. Crit. Care Med 2021; 203,67-77
  4. Delisle S, Charbonney E, Albert M et al. Patient-Ventilator Asynchrony Due to Reverse Triggering Occurring in Brain-Dead Patients: Clinical Implications and Physiological Meaning. Am. J. Respi. Crit. Care Med. 2016; 196, 1166-1168
  5. Gea J, Zhu E, Gàldiz JB et al. Functional consequences of eccentric contractions of the diaphragm. Arch Bronconeumol 2009; 45:68-74
  6. Goligher EC, Brochard LJ, Reid WD et al. Diaphragmatic myotrauma: A mediator of prolonged ventilation and poor patient outcomes in acute respiratory failure. Lancet Respi Med 2019; 7:90-8
  7. Chanques G, Kress Jp, Pohlman A et al. Impact of Ventilator Adjustment and Sedation-Analgesia Practices on Severe Asynchrony in Patients Ventilated in Assist-Control Mode. Crit. Care Med. 2013; 41, 2177-2187
  8. Yoshida T, Nakamura MAM, Morais CCA et al. Reverse Triggering Causes an Injurious Inflation Pattern during Mechanical Ventilation. Am. J. Respi. Crit. Care Med. 2018; 198, 1096-1099
  9. Mellado Artigas R, Damiani LF, Piraino T et al. Reverse Triggering Dyssynchrony 24H after Initiation of Mechanical Ventilation. Anestesiology. 2021; 134, 760-769
  10. Garofalo E, Bruni A, Pelaia C et al. Recognizing, Quantifying and Managing Patient-Ventilator Asynchrony in Invasive and Noninvasive Ventilation. Expert Rev. Respir. Med. 2018; 12 (7), 557-567

Doppio Trigger (Double Triggering or Breath Stacking)

Spezzo con questo post il tema delle modalità di ventilazione e riprendo l’interazione paziente-ventilatore asincrona. Negli articoli precedenti ho trattato l’autociclaggio, lo sforzo inefficace e l’asincronia di flusso. Oggi presento il doppio trigger (double triggering or breath stacking), un’alterazione che si verifica con una discreta frequenza e che cela anch’essa potenziali effetti deleteri. Questa asincronia si instaura maggiormente in pazienti con grave danno polmonare e drive respiratorio elevato1. Continua a leggere

Sforzo inefficace (Ineffective effort)

Tra gli obiettivi da perseguire durante la ventilazione meccanica la riduzione delle asincronie tra paziente e ventilatore riveste un ruolo di grande importanza1. Tra di esse lo sforzo inefficace risulta essere la più frequente2. L’inizio della fase inspiratoria è molto delicata e richiede l’attivazione della muscolatura inspiratoria del paziente, che superando la soglia impostata, innesca il trigger del ventilatore. Continua a leggere

Asincronie paziente-ventilatore, una revisione narrativa

In questo post ripropongo un articolo già pubblicato su Nurse24, con lo scopo di presentare al pubblico di Triggerlab un problema ricorrente e delicato nell’interazione tra paziente e ventilatore. Il lavoro che segue è una nostra revisione narrativa che presenta in modo sintetico lo stato dell’arte in tema di asincronie. Quest’anno si darà più spazio a questo argomento e cercheremo di spiegare tutte le asincronie più ricorrenti, come già fatto in passato con l’autociclaggio.

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Questione di flusso…Asincronia di flusso

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Riprendo la storia di Manuel, un paziente che ventila in VCV o meglio in AC – VCV:
• VT= 400 ml
• FR = 20
• I:E=1:1 (= Ti/Ttot 50%)
Queste impostazioni producono un ciclo respiratorio= 60/20=3 sec; Tempo inspiratorio=1.5 sec e un tempo espiratorio=1.5 sec.
Supponiamo a questo punto che il nostro medico di guardia ci chieda di ridurre la frequenza respiratoria a 12 atti/min.
Portando la frequenza impostata a 12 atti/min e lasciando inalterato il rapporto I:E=1:1 si genera una variazione della durata del ciclo respiratorio, che passerà da 3 a 5 secondi, con conseguente aumento sia del Ti che diventerà di 2.5 secondi che del Tesp 2.5 secondi. (Figura 1) Continua a leggere

Volume Controlled Ventilation (parte 2)

Nel post precedente abbiamo parlato di ventilazione a volume controllato con flusso costante, spiegando quale sia la logica di funzionamento e analizzando la variabile indipendente e dipendente, al fine di introdurre l’equazione di moto dell’apparato respiratorio. Oggi si prosegue e cercheremo di capire cosa accade se il paziente riacquista drive respiratorio. Risulta necessario, prima di introdurre l’argomento, fare alcune considerazioni che giocano un ruolo chiave in ciò che definiremo ventilazioni assistite/controllate. Continua a leggere

Autociclaggio (autocycling)

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Nel post precedente affrontato da Enrico sono stati spiegati i tipi di trigger e l’importanza che rivestono durante l’inizio della fase inspiratoria e il ciclaggio alla fase espiratoria durante ventilazione meccanica.

Il trigger inspiratorio è un dispositivo che permette una sorta di comunicazione tra paziente e ventilatore: Continua a leggere