Assistenza personalizzata al neonato pretermine ricoverato in Terapia Intensiva Neonatale Fisiopatologia respiratoria nel pretermine Laura Travan Cristina Tull Cecilia Sanesi NB: Molte delle diapositive proposte sono tratte dal “Corso di Perfezionamento in Terapia Intensiva Neonatale, febbraio – novembre 2008, Mangiagalli, Milano”

Di cosa abbiamo parlato finora… Lo sviluppo del SNC nel feto e nel neonato (ridondanza, apoptosi, dolore…) Lo sviluppo sensoriale feto-neonatale Sviluppo posturo-motorio La teoria sinattiva e le competenze del pretermine L’attaccamento in TIN: developmental care, NIDCAP e la I-KMC

Il cervello cosa si aspetta per crescere bene? DEVELOPMENTAL CARE Il cervello cosa si aspetta per crescere bene?  Stabilità fisiologica  Confort – minimo stress e dolore  Una buona nutrizione  Protezione/rispetto del sonno  Adeguate stimolazioni sensoriali  Presenza di mamma e papà

NIDCAP….Brain Care NEWBORN INDIVIDUALIZED DEVOLPMENTAL CARE ASSESTMENT A. OSSERVAZIONE DEL MICRO E MACRO AMBIENTE E COMPORTAMENTO DEL NEONATO B. INTERPRETAZIONE DELLE INFORMAZIONI INDIVIDUANDO AREE DI MATURAZIONE O DISORGANIZZAZIONE. C. PROGRAMMAZIONE INDIVIDUALIZZATA NEWBORN INDIVIDUALIZED DEVOLPMENTAL CARE ASSESTMENT PROGRAM

Di cosa parleremo… Anatomia/fisiologia dell’apparato respiratorio e sviluppo embrionario Il distress respiratorio e l’RDS Le diverse metodiche di ventilazione e l’applicazione della NIDCAP L’osservazione del neonato ed i segnali di stress Ma serve veramente la Care?

1. Anatomia/fisiologia dell’apparato respiratorio e sviluppo embrionario

Albero respiratorio acino 5 mm

L’unità respiratoria: l’acino Bronchiolo respirat Dotto alveolare alveoli

Alveolo (diametro medio 0.2-0.3mm)

Caratteristiche degli alveoli Pareti estremamente sottili ed elastiche. Superficie di scambio molto ampia (confrontata con il volume) e costante con massa corporea (1 m2/Kg) Sono circondati da numerosi capillari. Dissolvimento dei gas a livello della parete alveolare

Tapezzati da due tipi di cellule epiteliali (<) Tipo I° pneumociti membranosi ( 95% della S alveolare) (>) Tipo II° pneumociti granulari (5% S alveolare) Sintesi/storage surfattante Processi riparativi (precursori dei tipo I°) Liquido polmonare

SVILUPPO PRENATALE DEL POLMONE - piccola estroflessione intestino primitivo: 26° gg gestazione (4 sett. e.g.) (GEMMA POLMONARE) età adulta : superficie di scambio di circa 70- 100 m2 ; 200-300 milioni di alveoli barriera aria/sangue : 0.2 micron ( 1/50 foglio carta velina) finalità : garantire apporto O2 ai tessuti e rimuovere CO2

Le fasi dello sviluppo - 1- Periodo embrionario (1–7 sett): vie aeree prossimali e prime connessioni vascolari Periodo pseudoghiandolare (6-17 sett): Bronchioli terminali immaturi Periodo canalicolare (16-26 sett): bronchioli respiratori e dotti alveolari (dalla 22° sett. pneumociti di 2° tipo) e capillari

Le fasi dello sviluppo - 2- Periodo sacculare (25-37 sett): ramificazione dei dotti con formazione dei sacculi; aumento V polm. Periodo alveolare/maturaz.circ.polm:…18-24 mm

Primo respiro Pseudoghiandolare Canalicolare/Sacculare

Maturazione polmonare istologia Pseudoghiandolare/canalicolare Figure: c/d 16-26° wks Figure: e/f 25-37° wks

Polmone maturo Pneumociti I tipo Pneumociti II tipo con corpi osmiofili Bronchioli Ampi spazi linfatici Cellule mesenchimali di supporto Capillari sanguigni Macrofagi Progressiva ed adeguata risposta immunitaria

La meccanica polmonare (studio dei movimenti dei gas respiratori) Volume corrente (TV): volume di gas inspirato o espirato in un singolo respiro (ml/Kg) 4-7 Ventilazione minuto (VM): volume di gas respirato in un minuto (TV x FR) (ml/Kg/min) v.n. 200-300

(riflette le proprietà elastiche del sistema respiratorio ): DV/DP PV-Loop Volume Pressure Overdistention begins C20 C Peep COMPLIANCE: (riflette le proprietà elastiche del sistema respiratorio ): DV/DP (v.n.:1-2 cmH2O/Kg) il rapporto tra l’ultimo 20% della C totale e la C tot, indica se il polmone è iperinflato (v.n. > 0.8)

FRC: volume di gas presente nei polmoni alla fine di un respiro normale (20-30 ml/Kg) RESISTENZE (R): (riflette la difficoltà del gas a passare attraverso le vie aeree) DP aria-bocca/Flusso (cmH2O/l/sec) LAVORO RESPIRATORIO = P x V d’aria mosso ad ogni istante ( g cm/min/Kg)

2. Il distress respiratorio e l’RDS

Il “compartimento” polmonare Nel neonato affetto da RDS la ventilazione polmonare (immissione ritmica di gas freschi nell’alveolo e quindi il volume corrente o Vt) è estremamente inomogenea a causa dell’ampio spettro delle differenze di R e C

Cause fisiopatologiche di distress respiratorio nel neonato pretermine Elevata Compliance della gabbia toracica per immaturità del sistema muscolare e costale Bassa compliance polmonare Alte resistenze per ridotto calibro delle vie aeree Ridotto drive respiratorio spontaneo Minor efficienza diaframma

I-RDS: idiopathic respiratory distress syndrome o malattia delle membrane ialine (1% dei neonati) ~ 50%: 501-1500 g (mortalità < 6% ; 10.000-40.000 morti/aa) Incidenza inversamente proporzionale all’e.g. e al p.n.: 60% < 28 wks 20% 28-31 wks 15-20% 32-36 wks 5% > 37 wks (> frequenza: gemelli, asfissia,TC, madri diabetiche, parto precipitoso) (Gomella LT,Neonatology 2004)

SURFATTANTE……E ALTERAZIONI DELLA MECCANICA

RDS: decorso clinico Insorgenza RDS da 1 a 12 h di vita; miglioramento da 3°- 4° gg risoluzione entro pochi giorni Guarigione nel 70 – 90 % Evoluzione in BPD : 20-25% < 28 sett

RDS: manifestazioni cliniche Distress respiratorio: tachipnea, gemito espiratorio, retrazioni toraciche (sottocostali, intercostali, xifoidea), alitamento pinne nasali 8 27

RDS: manifestazioni cliniche Gemito espiratorio: creato dalle vibrazioni delle corde vocali in fase espiratoria, nel tentativo di aumentare la pressione intrapolmonare e impedire il collasso alveolare CPAP ( Gregory GA, NEJM 1971;284:1333) 10 28

RDS: manifestazioni cliniche Cianosi: da shunt intrapolmonare (atelettasie) e shunt dx-sx cardiovascolari (F.O. e dotto di Botallo); successivamente ipossia da deficit diffusione 9 29

RDS: manifestazioni cliniche Acidosi metabolica: da aumentato lavoro respiratorio e ipotensione sistemica (ipossia ed ipoperfusione tessutale) 11 30

RDS: quadri radiologici RDS I° stadio granuli fini disseminati RDS II° stadio opacità confluenti e broncogramma aereo RDS III° stadio opacità diffuse, broncogramma con mascheramento completo dell’ombra cardiaca (“white out” of the lung fields) 7 31

RDS I° stadio granuli fini disseminati

RDS II° stadio: opacità confluenti e broncogramma aereo

RDS III° stadio opacità diffuse broncogramma con mascheramento completo dell’ombra cardiaca

ventilatory strategy…and CARE!!” MANAGEMENT RDS Goals: evitare ipoO2 e acidosi Ottimizzare intake fluidi Ridurre dispendio metabolico (CARE!!) e garantire buon intake calorico Minimizzare lung injury: “surfactant therapy, ventilatory strategy…and CARE!!”

TERAPIA DI SUPPORTO RDS stimolazioni esterne (anche la luce! = ridurre le apnee) Controllo T° corporea (evitare ipo e ipertemia) Bilancio idroelettrolitico (sodio-potassio-calcio, adeguato intake di fluidi) Prevenzione infezioni (riduzione danno polmonare da infiammazione) Controllo emodinamico (soprattutto PDA)

O2 TERAPIA Alte concentr. O2 ROP BPD Target monitoraggio non invasivo satO2 88-94% (Brockway and Hay,J Pediatr 1998) Alte concentr. O2 ROP BPD Neo a termine : 95-98% Neo < 28 sett. : 80-90% Neo < 32 sett. < 1 Kg : 83-93% Neo > 32 sett > 1.2 Kg : 85-94% BPD senza PPHN : 85-94% BPD e PPHN : 90-96% Chow et al, Pediatrics 2003;111(2):339

BPD: DEFINIZIONE 50% :24-26 wks 22% :27-29 wks 5% : 30-32 wks MALATTIA POLMONARE CRONICA alterazioni Rx torace, O2dipendenza e/o supporto respiratorio 50% :24-26 wks 22% :27-29 wks 5% : 30-32 wks

BPD: Etiology and pathogenesis Prematurity MMI barovolutrauma oxygen free radicals O2 therapy infections/inflammation low nutrition PDA/excessive fluids genetic factors Lung inflammation Sweet DG et al., Drug Saf, 2000;22:389-404 Clark RH, J Pediatr 2001;139:478-486 Saugstad, Semin Neonatol 2003;8:39-49

La ventilazione meccanica

Circa 2-3% dei neonati richiede una assistenza intensiva sin dalle prime ore di vita per distress respiratorio RDS

La patologia respiratoria è causa di elevata morbilità e mortalità nel neonato: 2.8% “respiratory signs”, 16% mortalità in Italia) (F.Rubaltelli, Biol Neonate, 1998;74:7-15) > per pretermine la nascita di neonati di e.g. sempre più bassa e da gravidanze patologiche ne aumentano l’incidenza (60% VLBW : assistenza ventilatoria) nonostante: la profilassi steroidea, la terapia sostitutiva con surfattante . (Hack M. et al.,NEJM 1995)

Chiarezza?….Confusione? “Tracheal intubation in neonates, infants and children: right way ?” Anand KJ, 2004 “If you don’t ventilate, you don’t get bpd” Wung, 2000 “Large tidal volumes while no applying PEEP..this is the fastest way to create lung injury!” Clark RH, 2000 “….the choice of the mode of ventilation does not affect the pulmonary outcome” Stark, 2002

ELBW: respiratory support < 24 wks : all 25-26 wks :80-90% 27-28 wks : 50-60% Cloherty JP, Manual of neonatal care, 5th edition, 2004

(A) Obiettivi e (B) regole del “supporto respiratorio” Garantire un adeguato scambio gassoso Ridurre il lavoro respiratorio (A) (B) “Aprire” il polmone “senza sovradistenderlo” “Mantenerlo aperto” “Minima interferenza emodinamica”

Supporto respiratorio HFOV Percussionair N-CPAP Cardiocirculatory support PDA: prophylaxis/ therapy Ventilazione convenzionale

CPAP Continuous Positive Airway Pressure L respiratorio FRC, Compliance e Volume corrente R vie aeree e shunt dx-sx Stabilizza parete toracica, MAP, preserva l’azione del surfattante, migliora rapporto Ventilazione/Perfusione

INTUBAZIONE TRACHEALE Se la CPAP non basta… PERCHE’ INTUBARE? INTUBAZIONE TRACHEALE è l’estrema tecnica di supporto alla “vita” (garantisce : la pervietà delle vie aeree, : la ventilazione e : l’ossigenazione) NB: E’ una manovra che va eseguita con adeguato contenimento

Indicazioni alla ventilazione meccanica assistita Apnee prolungate e frequenti Distress respiratorio ingravescente Con FiO2 > 0.4 (e. g.< 32 wks) Con FiO2 > 0.6 (e. g. > 32 wks) PaO2 < 50-60 Torr pH < 7.25 PaCO2 > 55 - 65 Torr

L’AVVIO DELLA VENTILAZIONE MECCANICA ASSISTITA

Principio di Funzionamento di un respiratore neonatale Limitato in Pressione insp Flusso Continuo crociera crociera TET TET esp Ciclato a tempo Gentile concessione dott-ssa Colnaghi Gentile concessione Draeger

Interferenze emodinamiche della ventilazione meccanica Ridotto ritorno venoso al cuore destro Ridotta gettata cardiaca (per ridotto riempimento delle camere cardiache) Azione diretta sui vasi intrapolmonari con conseguente aumento delle resistenze vascolari

MODERNE TECNICHE DI VENTILAZIONE Tecniche di supporto ventilatorio totale (CMV) IPPV (Intermittent Positive Pressure Ventilation) IMV (Intermittent Mandatory Ventilation) Tecniche di supporto ventilatorio parziale: PATIENT TRIGGERED VENTILATION SIPPV o A/C (Synchronized Intermittent Positive Pressure Ventilation) SIMV (Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation) PSV (Pressure Support Ventilation) PTV Altre tecniche di supporto ventilatorio VENTILAZIONE AD ALTA FREQUENZA OSCILLATORIA (HF0V) VENTILAZIONE CON OSSIDO NITRICO (NO) VENTILAZIONE CON PERCUSSIONAIR

PTV: patient triggered ventilation La fase inspiratoria e’ iniziata in risposta allo sforzo inspiratorio del paziente, sincronizzando l’inizio del respiro spontaneo con quello meccanico La sincronizzazione si ottiene con un sistema di trigger che per essere efficace deve avere un ritardo (tempo di rilevazione dello sforzo insp. spontaneo) < 100 msec ventilatore Sforzo inspiratorio

Sistemi di trigger nella PTV neonatale Impedenza toracica Capsula di Grasby Trigger di pressione Trigger di flusso Il sistema piu’ affidabile nel neonato trigger di flusso anemometro a filo caldo

PTV: vantaggi spontanea e quella meccanica Coincidenza di fase tra l’attività respiratoria spontanea e quella meccanica Eliminazione dell’espirazione attiva (opposizione al ventilatore) con ridotta necessità di sedazione Migliorato scambio gassoso Diminuita variabilità del flusso ematico cerebrale

Ventilazione sincronizzata Aumentato flusso cerebrale ASINCRONIA Paralisi Ventilazione sincronizzata O2/CO2

MODERNE TECNICHE DI VENTILAZIONE CONVENZIONALE SIPPV o A/C (Synchronized Intermittent Positive Pressure Ventilation) SIMV (Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation) PSV (Pressure Support Ventilation) +/- Vg (Volume garantito)

Il paziente determina in questo modo la Frequenza Respiratoria SIPPV (synchronized intermittent positive pressure ventilation) o Assistita/Controllata Modalita’ di ventilazione sincronizzata in cui ogni inspirazione spontanea del paziente viene sincronizzata con la mandata del respiratore. In questo modo ogni atto e’ triggerato dal respiratore ed erogato con i parametri impostati. Il paziente determina in questo modo la Frequenza Respiratoria

SIPPV o A/C PIP pressione PEEP tempo T.i. flusso Flusso inspir.

SIMV (synchronized intermittent mandatory ventilation) Modalita’ di ventilazione sincronizzata in cui viene impostata una frequenza di base che e’ sincronizzata con l’inspirazione spontanea del paziente. Fra i singoli atti sincronizzati il paziente respira spontaneamente utile per lo svezzamento dal respiratore

SIMV PIP pressione PEEP T.i. tempo flusso Flusso inspir.