The performance of intensive care (ICU) ventilators during noninvasive ventilation (NIV) using the total face mask® (TFM). A bench model study

INTRODUÇÃO: O sucesso da terapia com ventilação não invasiva com pressão positiva (VNIPP) está associada com a escolha adequada da interface. A máscara Total face® (TF) é considerada mais confortável, porém possui grande espaço morto (875 ml) e vazamento constante elevado. Os ventiladores próprios para ventilação mecânica invasiva (convencionais) têm sido utilizados, habitualmente, para ventilação não invasiva em ambiente de UTI. OBJETIVOS: Avaliar o desempenho de nove ventiladores convencionais com uso da máscara TF e compará-los com um ventilador próprio para VNIPP (Respironics BiPAP Vision). MÉTODOS: Utilizou-se um modelo com dois simuladores mecânicos do sistema respiratório conectados a uma cabeça de manequim onde foi adaptada a máscara TF que foi conectada aos ventiladores testados. O esforço inspiratório foi simulado utilizando-se o modo pressão controlada. Os ventiladores foram testados na modalidade espontânea ventilação com pressão suporte sendo ajustados dois valores de PEEP (5 e 10cmH2O) e 3 valores de pressão suporte (5, 10 e 15 cmH2O). Foi testado se os ventiladores funcionavam com a máscara TF e seu desempenho em relação à compensação de vazamento, pressurização, pico de fluxo atingido, atrasos inspiratório e expiratório. RESULTADOS: O ventilador Vision funcionou em todas as situações. Quatro ventiladores convencionais funcionaram (Horus, Vela, E500 e Servo i). O principal problema com os ventiladores que não funcionaram foi o autodisparo e o desligamento do fluxo inspiratório. O pico de vazamento medido foi maior que 1L/s, em média, e o pico de fluxo gerado, muitas vezes, atingia a capacidade máxima em alguns ventiladores. A capacidade de compensar vazamento foi variável entre os ventiladores, mas aqueles com maior dificuldade (E500 e Horus) foram os que mantiveram os menores valores de PEEP e, também, maiores atrasos no disparo, os demais ventiladores, apresentaram atrasos iniciais menores que 100ms. A ciclagem ocorreu por critérios de segurança nos ventiladores Horus, Vela e E500 em algumas medidas. A capacidade de pressurização foi avaliada pelo cálculo do PTP com 500ms e com 1 segundo. A área de pressurização com 1 segundo ficou abaixo de 50% da área esperada para todos os ventiladores, inclusive para o Vision, específico para VNIPP, sendo que o pior desempenho foi do ventilador Horus. CONCLUSÕES: Entre nove ventiladores convencionais testados, apenas quatro funcionaram com a TF. O desempenho entre os ventiladores foi variável, sendo que, alguns deles não se mostraram adequado para uso com VNIPP usando a máscara TF. A maior dificuldade para o funcionamento dos ventiladores convencionais foi lidar com o grande vazamento, com ocorrência de autodisparos ou desligamento do fluxo de ar do ventilador, acusando desconexão. O vazamento de ar pelos orifícios da máscara é elevado. Os ventiladores Horus e E500 tiveram atrasos maiores que 100ms no disparo; e a ciclagem ocorreu por critérios de segurança em todos ventiladores convencionais, em algumas medidas, exceto o Servo iBACKGROUND: The success of therapy with noninvasive ventilation with positive pressure (VNIPP) is associated with interface choice. The Total face® mask (TFM) is an interface considered more comfortable than other, but it has a large dead space (875 ml) and constant high leakage. However, intensive care ventilators have been usually used for noninvasive ventilation in the ICU environment, their ability to operate with high air leakage is not known. OBJECTIVES: To evaluate the performance of nine ICU ventilators using TFM and compare them with a VNIPP mode only ventilator (Respironics BiPAP Vision). METHODS: a mechanical respiratory system simulator with two compartments was adapted to TFM what was connected to tested ventilators. The inspiratory effort was simulated using pressure control mode in Newport E500 ventilator. The ventilators were tested in spontaneous mode being adjusted at two values of PEEP (5 and 10cmH2O) and 3 values of pressure support (5, 10 and 15 cmH2O). It was tested if ventilators worked properly with TFM and its performance to compensation for leakage, its pressurization, the capability to reach peak flow target, and trigger and cycling delays. RESULTS: The Vision ventilator worked properly in all situations. Four conventional ventilators (Horus, Vela, E500 and Servo) worked. The main problem with failed ventilator was auto triggering and inspiratory flow turning off. Among worked ventilators, peak inspiratory leakage average was greater than 1L / s , generated peak flow reached maximum capacity in some settings with NIV mode only ventilator. The ability to compensate for leak was variable between ventilators, but those with greater difficulty (E500 and Horus) maintained the lowest values of PEEP and also had great trigger delays, the other ventilators showed trigger delays smaller than 100ms. The cycling occurred by security criteria on Horus, Vela and E500 ventilators in some settings. The ability of pressurization was evaluated by calculating the PTP with 500ms and 1 second. The area of pressurization with 1 second remained below 50% of target area for all ventilators, including for Vision, specifically for VNIPP. Horus ventilator has the worst pressurization performance. CONCLUSIONS: Among nine conventional tested ventilators, only four worked with the TFM. The performance among the ventilators was variable; as a result some of them were not suitable for use with NIV using TFM. The greatest difficulty for conventional ventilator operation was dealing with the large leakage, occurring auto triggering or inspiratory flow turning off, alarming disconnection. The air leakage through the mask holes (exhalation port) was high. Horus and E500 ventilators had trigger delays greater than 100ms and cycling occurred by security criteria for all conventional ventilators, except the Servo, in some settin