Fisica Aplicada a La Anestesiologia

DR. SAUL SALAS ZURITA R1AFsica aplicada a la Anestesia

SIGNIFICADO CLINICO DE LOS COEFICIENTES DE SOLUBILIDAD

La mxima cantidad de gas que puede disolverse en un lquido depende de tres factores:ePrograma de actualizacin continua en Anestesiologa-1 La Presin Parcial del gasTemperatura del lquidoLa solubilidad especifica del liquido.

Frank M. White; Mecnica de Fluidos; McGraw-Hill; 2004; V Ed.

Hay gases muy solubles y otros poco solubles, a esta caracterstica propia de cada gas se le designa como coeficiente de solubilidad y se expresa de manera cuantitativa.

La Mecnica de Fluidos estudia las leyes del movimiento de los uidos y sus procesos de interaccin con los cuerpos slidos

Requiere de recordar una serie de conceptos para entender de mejor manera tanto la dinmica de los fluidos, como los fenmenos que se producen en los cuerpos sumergidos en sus corrientesDINMICA DE LOS FLUIDOS

Programa de actualizacin continua en Anestesiologa-1

Frank M. White; Mecnica de Fluidos; McGraw-Hill; 2004; V Ed.

Caracteristica comn: No tienen forma definida y adquieren la forma del recipiente que los contiene.DINMICA DE LOS FLUIDOS

LIQUIDOSGASESFLUIDOSPrograma de actualizacin continua en Anestesiologa-1

Frank M. White; Mecnica de Fluidos; McGraw-Hill; 2004; V Ed.

MECANICA DE LOS FLUIDOS

Densidad = Masa/ Volumen DINMICA DE LOS FLUIDOS

Presion: Es proporcional a la fuerza divida entre el reaFuerza aplicada/ tamao del rea

DINMICA DE LOS FLUIDOS

PRESIONDINMICA DE LOS FLUIDOS

Sistemas de alta y baja presin

Wylie Churchill-Davidson's A Practice of Anesthesia 7 ed.

Medida de nivel de agitacin interna de las partculas que constituyen un cuerpo, nivel expresado por el valor de su energa cintica media.

Cuanto mayor es la energa media de agitacin molecular, tanto mayor es la temperatura.DINMICA DE LOS FLUIDOS

Temperatura

Flujo.Los trminos flujo o caudal se utilizan indistintamente para definir el volumen de un determinado fluido que pasa por un sitio en un tiempo dado.

Flujo= Volumen/Tiempo Fundamentos de Anestesiologa 3 Ed. Guillerno Lpez Alonso

DINAMICA DE LOS FLUIDOS

DINAMICA DE LOS FLUIDOSEl movimiento de partculas linealmente, en capas paralelas, (flujo laminar).Fluidos en movimiento es el flujo turbulento donde el desplazamiento de las molculas del fluido no son paralelas, sino irregulares.

DINAMICA DE LOS FLUIDOS

Resistencia Se mide por la diferencia de presin entre los puntos de entrada y salida de un sistema dado para una velocidad dada de flujo o grado.

Es una de las variables que determinan la magnitud de flujo laminar

La podemos considerar como una resistencia interna de la masa de todo fluido.

VISCOCIDADDINAMICA DE LOS FLUIDOS

DINAMICA DE LOS FLUIDOS Ley de Poiseuille El volumen de un fluido emitido por un tubo es proporcional a la cuarta potencia de su dimetro.

DINAMICA DE LOS FLUIDOS

APLICACIONES EN ANESTESIOLOGIAGeneralmente el flujo de gas a lo largo de un tubo tiene un comportamiento laminar, pero cuando la velocidad del flujo aumenta, se alcanza una velocidad crtica con la cual el flujo tiende a hacerse turbulento.

APLICACIONES EN ANESTESIOLOGIAEn un sistema de presin hidrosttica y velocidad de fluido o gasto constante, la cantidad de fluido que pasa por un determinado punto en la unidad de tiempo ser la misma, cualquiera que sea el sitio elegido para medir el gasto.

APLICACIONES EN ANESTESIOLOGIATeorema de Bernoulli. Paso de fluidos en tubos de dimetro variable: la velocidad de un fluido en un tubo de dimetro variable, es inversamente proporcional al rea de seccin.

En 1797 Venturi demostr que un fluido que se mueve por un tubo de dimetro variable vuelva a ejercer la misma presin lateral que ejerca antes de la constriccin, la porcin distal del tubo tendra que dilatarse gradualmente (sin exceder de 15).

Principio del tubo de Venturi.

Principio del tubo de Venturi.La velocidad de un fluido en un tubo de dimetro variable, es inversamente proporcional al rea de seccin.

Un fluido en movimiento dentro de un conducto cerrado disminuye supresinal aumentar lavelocidad despus de pasar por una zona de seccin menor.

Wylie Churchill-Davidson's A Practice of Anesthesia 7 ed.

APLICACIONES EN ANESTESIOLOGIACombinando la teora de Bernoulli, es decir, la presin lateral es menor donde la velocidad es mayor, con el principio de Venturi se logra la construccin del inyector.

Rotmetro.Son medidores de flujo para gases, de resistencia variable.

Un pequeo flotador se desplaza con libertad, empujado por la corriente del gas, dentro de un tubo vertical.

Texto de anestesiologa tericoprctica- Aldrete 2da. Ed

La resistencia al flujo depender del espacio variable comprendido entre el flotador y la pared del tubo, es decir,de la altura en la cual el flotador se detenga cuando la presin por debajo quede equilibrada por el peso de aqul, ms la presin distal.

APLICACIONES EN ANESTESIOLOGIALa escala de cada rotmetro ha sido calibrada para un determinado gas, y no puede servir para medir el flujo de otro gas, que no tenga su misma densidad y viscosidad.

La viscosidad en micropoises a 20 C del aire es 180, del oxgeno 193, y del xido nitroso 136. La densidad aire= 1, para el aire obviamente es de 1.0, para el oxgeno 1.1 y para el xido nitroso 1.53.

DINAMICA DE LOS CIRCUITOS RESPIRATORIOS

HISTORIAHace 150 aos, John snow, introdujo los sistemas de reinhalacin usando hidrxido de potasio como absorbente.

En 1924, Ralph Waters, cre el sistema cerrado de vaivn (to and fro), usando cal sodada como absorbedor.

En 1930, Brian Sword, sistema circular cerrado con sus vlvulas, un absorbedor, dos mangueras y una bolsa reservorio.

Raventos, en 1956, con la introduccin del primer gas halogenado no inflamable (fluotano) introduce el uso de sistemas de altos flujos de gas fresco.

DEFINICINUn sistema ventilatorio proporciona el conducto para el aporte de gases al paciente. En anestesiologa, el circuito ventilatorio enlaza al paciente con la mquina de anestesia.

Un circuito anestsico es el conjunto de elementos que permite la conduccin de gases y/o vapores anestsicos, terminando en un intercambio gaseoso.

CLASIFICACINExisten diferentes clasificaciones basadas a su vez en uno o varios de los siguientes criterios:

ABSORCIN DE CO2REINHALACIN DE GASESCONTACTO CON LA ATMSFERAFLUJO DE GAS FRESCO

Moyers, JA (Nomenclature for methods of inhalation of anesthesia. Anesthesiology) se basa en la presencia o ausencia de bolsa reservorio y la existencia o no de reinhalacin:CLASIFICACIN

SISTEMA VENTILATORIOBOLSA RESERVORIOREINHALACIN DE CO2ABIERTONONOSEMIABIERTOSNOSEMICERRADOSPARCIALCERRADOSS

CLASIFICACINCollins BJ, (Principles of anesthesiology) aade a los criterios necesarios para clasificar los sistemas ventilatorios el contacto que existe con la atmsfera:

SISTEMA DE VENTILACINBOLSA RESERVORIOREINHALACINDE CO2CONTACTO CON LA ATMSFERAInspEspABIERTONONOSSSEMIABIERTOSNOSSSEMICERRADOSPARCIALNOSCERRADOSSNONO

SISTEMA VENTILATORIO ABIERTO

INSUFLACIN

ANESTESIA POR GOTEO ABIERTO

T DE AYRE

SISTEMA VENTILATORIO SEMIABIERTO

CIRCUITOS DE MAPLESON

Entrada de FGFBolsa reservorioTubo corrugadoVlvula de ajuste de sobrepresinMscara facialPaciente CIRCUITO DE MAGILL: Ineficiente para eliminar CO2. Necesita FGF mayores a 20L/min. Para ventilacin espontnea.Bolsa reservorioTubo corrugadoEntrada de FGFVlvula de ajuste de sobrepresinMscara facialPaciente

Bolsa reservorioEntrada de FGFTubo corrugado acortadoVlvula de ajuste de sobrepresinMscara facialPacienteDe ida y vuelta (vaivn) o de Waters, similar al B, la longitud del tubo permite buena mezcla de gases exhalados.Bolsa reservorioVlvula de ajuste de sobrepresinTubo corrugado acortadoEntrada de FGFMscara facialPacientePuede describirse como pieza en T de Ayre con vlvula espiratoria.

CIRCUITO DE BAIN JACKSON REESEl circuito de Bain es una modificacin del Mapleson D, el tubo que lleva el FGF va dentro del tubo corrugado de manera coaxial.El Jackson Rees es otra modificacin, no presenta vlvula o la tiene en el extremo distal de la bolsa.

Modifica la pieza en T de Ayre, usada para paciente peditrico. El tubo corrugado, largo, permite mnimo espacio muerto y muy baja resistencia al no contar con vlvula de sobrepresin.La rama espiratoria funciona como reservorio.Tubo corrugadoEntrada de FGFMscara facialPaciente Introducido por Willis. Modificacin del Jackson Rees. No presenta vlvula de escape.Bolsa reservorioTubo corrugadoEntrada de FGFMscara facialPaciente

Este sistema es el ms usado como circuito respiratorio; debe su nombre a la configuracin circular que forman sus componentes, a saber:1. El absorbedor de CO22. La entrada de flujo de gas fresco3. Vlvulas unidireccionales4. Una vlvula de sobrepresin o sobreflujo (APL)5. Mangueras para conectar al paciente con las partes del sistema.6. Conector (o pieza) en Y que une las mangueras con la mscara o con el tubo endotraqueal.7. Bolsa reservorio8. Equipo opcional como manmetro para medir la presin del sistema, vaporizadores dentro del circuito, filtro para las bacterias, sensor de oxgeno, monitores de gases exhalados e inhalados y adaptadores para ventilador.SISTEMA VENTILATORIO SEMICERRADO

CIRCUITO CIRCULAR

CIRCUITO CIRCULAR

EL ABSORBEDOR DE CO2:

El circuito circular garantiza que los gases exhalados y los que se inhalan estn libres de CO2 hacindolos pasar por un canister que contiene un absorbedor de CO2.Principio bsico de la neutralizacin de un cido por una base, siendo en este caso el cido, cido carbnico, producto de la reaccin qumica entre CO2 y H2O.Hay dos tipos de absorbentes de uso comn:

Cal Sodada: Hidrxido de Sodio, Calcio y Potasio.Cal Baritada: Hidrxido de Bario y Calcio.

Ms recientemente el Amsorb: Hidrxido de calcio y Cloruro de Calcio.

CAL SODADA (SodaLime): HIDRXIDO DE SODIO, CALCIO Y POTASIO.Existen dos tipos: seco y Hmedo.Neutralizacin del cido carbnico.Compuesto resultante: Carbonato de calcio, agua y calor. (13.7 Kcal/mol de CO2 absorbido)Neutralizacin de hasta 23 L de CO2 por cada 100 gr. de absorbente. (10-15 L en sistema de cmara nica y de 18-20L en doble cmara).Componentes de la cal sodada tipo hmedo

COMPONENTE%OBJETIVONaOH4Absorber CO2Ca(OH)277-82Renovar NaOHAgua19-14Disolver CO2Slice Mnimo Dureza

Neutralizacin de un cido por una base: Mecanismo de accin de la cal sodada.CO2 + H2O = H2CO3

2 H2CO3 + 2 NaOH +2 KOH = Na2CO3 + K2CO3 + 4 H2O + Calor

INDICADORES: se agregan para indicar la saturacin del absorbente y no afectan la cascada de reacciones qumicas

CAMBIOS EN EL COLORANTE INDICADORIndicador Color cuando est frescoColor cuando est agotadoVioleta de EtiloBlanco MoradoFenolftalena BlancoRosadoAmarillo ClaytonRojoAmarilloNaranja de EtiloNaranjaAmarilloMimosa 2Rojo Blanco

CAL BARITADA: HIDRXIDO DE BARIO Y CALCIO

Capacidad de absorcin es de 9-18 L por cada 100 gramos de absorbente.Desdobla el desfluorano a monxido de carbono a tal grado de poder ocasionar intoxicacin.El mecanismo de neutralizacin del cido carbnico y los productos de la degradacin son los mismos que con el uso de cal sodada.

AMSORB: HIDRXIDO DE CALCIO Y CLORURO DE CALCIO

Es ms inerte que la cal sodada y la cal baritada lo cual da lugar a una menor degradacin de anestsicos voltiles.

CIRCUITO CIRCULAR

Los principales componentes del sistema circular pueden estar situados en MLTIPLES FORMAS, para cumplir sus objetivos se prefiere la siguiente disposicin:

1. La vlvulas unidireccionales cerca del paciente para prevenir el flujo retrgrado en la rama inspiratoria pero no en la pieza en Y, ya que esto dificulta la orientacin apropiada

2. La abertura de gas fresco entre el canister y la vlvula inspiratoria as el gas fresco se diluir con el gas recirculante.3. La vlvula de presin justo antes del absorbedor para conservar la capacidad de absorcin y minimizar la eliminacin de gas fresco.

4. La resistencia a la exhalacin disminuye si la bolsa reservorio se coloca entre la rama espiratoria y el canister.

CARACTERSTICAS DEL CIRCUITO CIRCULARDESVENTAJAS DEL CIRCUITO CIRCULARRequerimiento de gas fresco, incluso a flujos bajos