Curvas de ventilación. Dr. David Barreto Intensivista Pediatra CMN La Raza - IMSS

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Curvas de

ventilación

Dr. David Barreto

Intensivista Pediatra

CMN La Raza - IMSS

(2)

FLOW

PRESSURE

VOLUME

TIEMPO

CU R V A S DE V E NT IL A CION M E CANICA

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Graficas lineales

• Se distinguen tres tipos de gráficas:

• Gráfica flujo - tiempo

• Gráfica volumen - tiempo

• Gráfica presión - tiempo

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Graficas

Flujo - Tiempo

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Essentials of Ventilator Graphics ©_{2000 RespiMedu}

Spontaneous Breath

Time (sec) Time (sec) Flo w (L/m in) Flo w (L/m in)

• En esta gráfica distinguimos en el eje X el tiempo y en el eje Y el flujo.

• Es la única gráfica que esta compuesta por dos fases una positiva que incluye la inspiración y otra negativa que es fase de espiración.

• Al ser una ventilación espontánea se nota que la fase inspiratorio tiene una forma de curva.

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Mechanical Breath

Inspiration Inspiration Expiration Expiration Flow (L/min) Flow (L/min) Time (sec) Time (sec)

• En el modo controlado el flujo puede tomar tres formas de acuerdo a como el ventilador entrega el flujo:

• Cuadrado • Acelerado • Desacelerado • Sinusal

• ¿Qué forma tiene la fase inspiratoria de esta gráfica?

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Mechanical Breath

Inspiration Inspiration Expiration Expiration Flow (L/min) Flow (L/min) Time (sec) Time (sec)

Spontaneous Breath

Time (sec) Time (sec) Flo w (L/m in) Flo w (L/m in)

Observa la diferencia entre las fases inspiratoria de la curva flujo – tiempo de la respiración

mecánica arriba y de la

respiración espontánea abajo.

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Flow Patterns

ACCELERATING ACCELERATING DECELERATING DECELERATING SINE SINE SQUARE SQUARE

En esta gráfica se observan los diferentes tipos de flujo que existen:

• Cuadrado • Desacelerado • Acelerado • Sinusal CU R V A S DE V E NT IL A CION M E CANICA

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Inspiratory Flow Pattern

Inspiration

Expiration

Time (sec)

Beginning of inspiration

exhalation valve closes

Peak inspiratory flow rate

PIFR

Beginning of expiration

exhalation valve opens

Total cycle time

Inspiratory time Inspiratory time T TII

Flow

(L/min)

Esta gráfica flujo – tiempo muestra datos de la fase inspiratoria (línea roja)

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Expiratory Flow Pattern

Inspiration

Expiration

Time (sec)

Beginning of expiration Beginning of expiration

exhalation valve opens

Peak Expiratory Flow Rate

PEFR PEFR Duration of Duration of expiratory flow expiratory flow Expiratory time Expiratory time T T_E_E

Flow

(L/min)

Esta gráfica flujo – tiempo muestra datos de la fase espiratoria (Línea morada) CU R V A S DE V E NT IL A CION M E CANICA

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Variaciones en las gráficas

de flujo - tiempo

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Obstruction vs Active Expiration

Obstruction Active Expiration

Time (sec)

Normal

Abnormal Flow (L/min)

A) En primer plano la fase espiratoria de flujo disminuye en comparación al tiempo pero el tiempo espiratorio se prolonga cuando hay obstrucción de la vía aérea.

B) En el segundo ejemplo se observa una respiración activa donde el pico de flujo espiratorio se eleva en comparación a la gráfica previa cuando el paciente estaba sedado y controlado, el tiempo de espiración se acorta (línea morada)

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Response to Bronchodilator

Before Before Time (sec) Time (sec) F lo w (L /mi n ) F lo w (L /mi n ) PEFR PEFR After After Long T Long T_E_E Higher PEFR

Higher PEFR Shorter TShorter TEE

A) Recordando la gráfica de obstrucción, en este caso vemos una situación de broncoespasmo donde el pico de flujo espiratorio se acorta y el tiempo en el que se cumple la espiración se prolonga.

B) Después del uso de broncodilatador el pico de flujo espiratorio aumenta y el tiempo en el que tarda en espirar el aire inspirado se acorta.

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Air Trapping

Inspiration Inspiration Expiration Expiration Normal Normal Patient Patient Time (sec) Time (sec) Air Trapping Air Trapping Auto

Auto--PEEPPEEP

} } Flow Flow (L/min) (L/min)

El paciente tiene atrapamiento de aire que puede condicionar auto PEEP, lo sabemos porque la fase espiratoria marcada con la línea morada

continua no termina en el 0 de el eje X y antes de que termine la fase espiratoria sobreviene un nuevo ciclo respiratorio.

EL tratamiento de esta anormalidad es ajustar el tiempo espiratorio y así evitar el auto PEEP.

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Causas del Auto PEEP

• Tiempo espiratorio inadecuado

• Frecuencia respiratoria muy alta

• Tiempo inspiratorio prolongado

• Exhalacion prolongada durante la broncoconstruccion

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Gráficas

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Volume vs Time Scalar

Inspiration Inspiration Expiration Expiration Time (sec) Time (sec) Volume Volume (ml) (ml)

Inspiratory Tidal Volume

T TII

Esta es una gráfica Volumen vs Tiempo en modo controlado por presión, ya que en este caso el volumen generado es independiente de la presión y por lo tanto llega a un pico máximo representado por el vértice de un triángulo CU R V A S DE V E NT IL A CION M E CANICA

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Volume vs Time Scalar

Inspiration Inspiration Expiration Expiration Time (sec) Time (sec) Volume Volume (ml) (ml)

Inspiratory Tidal Volume

T TII

Se distinguen dos fases:

A) Fase inspiratoria que inicia en el eje X en el 0 y termina en el vértice del triángulo

B) Fase espiratoria que inicia en el vértice superior del triángulo y termina nuevamente en el eje X

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Air Leak

Time (sec) Time (sec) Air Leak Air Leak Volume Volume (ml) (ml)

Fuga de aire observada en una gráfica Volumen vs Tiempo donde la fase espiratoria no llega al eje de las X.

Acción: verificar el sistema completo desde circuito, conexiones, humidificador, etc. CU R V A S DE V E NT IL A CION M E CANICA

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Active Exhalation

Volume (ml) Volume (ml) Time (sec) Time (sec)

Exhalación activa: se observa que la fase inspiratoria termina por debajo del eje X, esta gráfica se presenta cuando el paciente presenta respiraciones espontáneas

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Gráficas

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Spontaneous vs. Mechanical

Mechanical Mechanical Time (sec) Time (sec) Spontaneous Spontaneous P P_aw_aw (cm H (cm H₂₂O)O) Inspiration Inspiration Expiration Expiration

A) Se distingue la respiración espontánea caracterizada por la presencia de dos fases, una negativa ocasionada por la presión negativa que realizamos al inspirar y una fase positiva que corresponde a la espiración.

B) Durante la ventilación mecánica todo el ciclo es a presión positiva, en este caso es una curva Presión vs Tiempo en modalidad controlada por volumen ya que la

curva presenta un pico máximo, en la grafica controlada por presión la figura se ve como una pirámide truncada.

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Pressure vs Time

P P_aw_aw (cm H (cm H₂₂O)O) Time (sec) Time (sec) Inspiration Inspiration Expiration Expiration } } TT I I

Peak Inspiratory Pressure Peak Inspiratory Pressure

PIP PIP PEEP PEEP T TEE

En esta gráfica se identifican la fase inspiratoria con la letra A y la letra CU R V A S DE V E NT IL A CION M E CANICA

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Assisted vs Controlled

Time (sec)

Assisted

Assisted ControlledControlled

Pressure

(cmH

(cmH₂₂0)0)

Graficas de ventilación mecánica controlada por presión. Se observa una muesca en la gráfica A que corresponde al esfuerzo respiratorio del paciente con la ventilación asistida, esta muesca negativa esta ausente cuando la ventilación es totalmente controlada, grafica B.

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Components of Inflation

Pressure

Components of Inflation

Pressure

Begin Inspiration

Begin Inspiration Begin ExpirationBegin Expiration

1 1 2 2 B B A A 1. PIP 1. PIP 2.

2. PP_plat_plat/Alveolar Pressure/Alveolar Pressure A. Airway Resistance A. Airway Resistance B. Distending Pressure B. Distending Pressure Time (sec) Time (sec) P P_aw_aw (cm H (cm H₂₂O)O)

En esta gráfica el paciente esta en ventilación controlada por volumen y se le ha otorgado una pausa inspiratoria, se identifican varias secciones que a continuación describiremos

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Components of Inflation

Pressure

Components of Inflation

Pressure

Begin Inspiration

1 1 2 2 B B A A 1. PIP 1. PIP 2.

Observamos el inicio de la inspiración y progresivamente el aire va entrando al pulmón elevando la presión de la vía aérea hasta que llega a un pico

máximo conocida como presión máxima o P máx acotado con el número 1.

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Components of Inflation

Pressure

Components of Inflation

Pressure

Begin Inspiration

1 1 2 2 B B A A 1. PIP 1. PIP 2.

El área bajo la curva en la sección A corresponde a las resistencias de la vía aérea acotadas como Raw

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Components of Inflation

Pressure

Components of Inflation

Pressure

Begin Inspiration

1 1 2 2 B B A A 1. PIP 1. PIP 2.

El área bajo la curva en la sección B corresponde a la presión de distensión pulmonar.

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Components of Inflation

Pressure

Components of Inflation

Pressure

Begin Inspiration

1 1 2 2 B B A A 1. PIP 1. PIP 2.

Las flechas naranjas señalan el tiempo pausa, durante este periodo las

válvulas inspiratoria y espiratoria se encuentran cerradas y el aire dentro del pulmón lleva acabo movimientos progresivos hasta que se equilibra la presión y la concentración en todos los alveolos.

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Components of Inflation

Pressure

Components of Inflation

Pressure

Begin Inspiration

1 1 2 2 B B A A 1. PIP 1. PIP 2.

Este es el punto donde la válvula espiratoria se abre y el aire que se encontraba dentro de los pulmones sale hasta terminar la fase de espiración e iniciar un nuevo ciclo.

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PIP

vs

P

_plat

Normal

High Raw

High Flow

Low C

L

Time (sec)

PIP P_plat PIP PIP PIP P_plat P_plat P_plat

P

_aw

(cm H

₂

O)

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En esta gráfica de un paciente ventilado por volumen control se observa como progresivamente la presión va aumentando hasta un punto máximo conocido como P máx o PIP (Peak inspiratory presure). CU R V A S DE V E NT IL A CION M E CANICA

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Al realizar una pausa inspiratoria la presión dentro del pulmón

disminuirá progresivamente hasta formar una meseta en la gráfica y mantenerse constante, esa presión se le conoce como presión

plateau o presión meseta y es la presión promedio alveolar cuando el flujo es cero. CU R V A S DE V E NT IL A CION M E CANICA

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Justo después del cierre de la válvula inspiratoria cuando se llego a una

presión pico la caja torácica efectuará una retracción de todos sus tejidos para descender a un nivel donde la relación volumen/presión se describe como

compliance dinámica por el movimiento de retracción de la caja torácica y todos sus tejidos CU R V A S DE V E NT IL A CION M E CANICA

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Cuando las válvulas inspiratoria y espiratoria están cerradas, el aire que entro al pulmón se homogeniza y con esto la presión dentro de los alveolos

desciende hasta equilibrarse en los alveolos que tengas distintas constantes de tiempo, hasta ejercer una presión que se le conoce como presión plateau o alveolar o meseta. CU R V A S DE V E NT IL A CION M E CANICA

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La relación que existe entre el volumen insuflado y la presión producida se le conoce como compliance estática ya que no existe movimiento de aire dentro de los alveolos.

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En esta gráfica se encuentra un aumento de las resistencias respiratorias y por lo tanto la PIP se eleva mas allá del nivel cotidiano durante el día, es

decir si la PIP en Ventilación controlada por volumen durante el día estaba en 25 cmH2O ahora se encuentra en 30 cmH2O como consecuencia de

broncoespasmo por ejemplo.

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En esta ocasión el flujo inspiratorio se encuentra elevado y ocasiona que el tiempo para que alcance la PIP se prolongue, la medida

terapéutica es ajustar el flujo inspiratorio.

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Típica grafica de un paciente con SDRA, donde la PIP es elevada y la Presión plateau o meseta también. La diferencia entre ambas es corta, generalmente menor de 5 cm H2O, por ejemplo este paciente tiene 35 cmH2O de PIP y 32 de Ppt

Un pulmón rígido que ha perdido elasticidad generará mas presión por unidad de volumen de aire inspirado y la pérdida de las propiedades elásticas afectara también la Ppt acercándola al nivel de PIP.

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Lazo (Bucle)

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Type of Breath

Controlled

Controlled AssistedAssisted Spontaneous

P P_aw_aw (cm H (cm H₂₂O)O) I: Inspiration E: Expiration I E E E I I

Diferencias entre la ventilación controlada donde el lazo A P-V esta inclinado en forma de hoja; en la B se observa una respiración asistida con una forma de “pescado” donde la cola es el esfuerzo de presión negativo que se observa en la ventilación asistida y en la imagen C se observa como sería la relación P-V en una ventilación espontánea.

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Pressure-Volume Loop

Volume Volume ( (mLmL)) Ins pira tion Ins pira tion Expi ratio n Expi ratio n PIP PIP V V_T_T P P_awaw(cm H(cm H22O)O)

A) En este lazo P – V se define la fase espiratoria en el eje del volumen

B) La fase inspiratoria en el eje de la presión.

C) El vértice superior define a la apertura de la válvula espiratoria. D) El vértice inferior de la gráfica en el cruce de los ejes la apertura de la válvula inspiratoria CU R V A S DE V E NT IL A CION M E CANICA

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PEEP level on P-V Loop

Volume Volume ( (mLmL)) PIP PIP V V_T_T P P_aw_aw(cm H(cm H₂₂O)O) PEEP level

El nivel de PEEP se observa en el eje de la presión y desplazara hacia la derecha de la gráfica el inicio del lazo P - V

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Inflection Points

Pressure (cm H Pressure (cm H₂₂O)O) Volume ( Volume (mLmL))

Upper Inflection Point

Lower Inflection Point

Punto de inflexión superior: describe el momento en el cual la mayoría del aire inspirado sale de los alveolos.

Punto de inflexión inferior: es el momento en el que se vencen las resistencias del árbol respiratorio y los alveolos se insuflan

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Work of Breathing

B B A A A: Resistive Work A: Resistive Work B: Elastic Work B: Elastic Work Pressure (cm H Pressure (cm H₂₂O)O) Volume (ml)

A) Si dividimos la curva de flujo en dos partes, la integral del área correspondiente a el área inspiratoria corresponderá al trabajo que se requiere para vencer las resistencias del

pulmón.

B) La integral del área en la fase espiratoria describirá el trabajo elástico del pulmón para tomar su volumen de reposo

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Lung Compliance Changes

in the P-V Loop

Lung Compliance Changes

in the P-V Loop

Volume ( Volume (mLmL)) PIP levels PIP levels V V_T_T P P_aw_aw(cm H(cm H₂₂O)O) COMPLIANCE Normal Increased Decreased COMPLIANCE COMPLIANCE Normal Normal Increased Increased Decreased Decreased

Volume Targeted Ventilation

Paciente en ventilación controlada por volumen

Tomando como base el lazo P – V de color verde como normal, en el lazo P-V amarillo se representaría un evento en donde la compliance pulmonar aumento mientras que en la curva P-V de color rosa se encuentra cuando la compliance pulmonar

disminuyo por ejemplo en el SDRA.

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Lung Compliance Changes

in the P-V Loop

Lung Compliance Changes

in the P-V Loop

Volume ( Volume (mLmL)) PIP PIP VVT T le ve ls le ve ls P P_aw_aw(cm H(cm H₂₂O)O) COMPLIANCE Increased Normal Decreased COMPLIANCE COMPLIANCE Increased Increased Normal Normal Decreased Decreased Pres sur e Ta rg eted V enti la tion Pres sur e Ta rg eted V enti la tion

Paciente en ventilación controlada por presión

Tomando como base el lazo P – V de color verde como normal, en el lazo P-V amarillo se representaría un evento en donde la compliance pulmonar aumento mientras que en la curva P-V de color rosa se encuentra cuando la compliance pulmonar

disminuyo por ejemplo en el SDRA.

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Increased R

_aw

Increased R

_aw

Volume (ml) Pressure (cm H Pressure (cm H₂₂O)O) Higher P Higher P_TA_TA Normal Slope Normal Slope Lower S lope Lower S lope

Ventilación controlada por volumen

El aumento de la resistencias respiratorias describe un lazo P-V con una histéresis mas amplia y un desplazamiento hacia el lado derecho del eje de las X (Presión)

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Overdistension

Pressure (cm H

Pressure (cm H₂₂O)O)

P_awrises with little or no change in V_T

P P_aw_aw (cm H (cm H₂₂O)O)

Ventilación controlada por volumen

Cuando el pulmón esta generando mas presión para conseguir el

volumen que hemos determinado como fijo, y las propiedades elásticas le limitan para alcanzar dicho volumen se lleva acabo una sobredistensión pulmonar y riesgo de barotrauma.

Esto se evidencia con el lazo P-V en forma de pico de cisne.

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Inadequate Sensitivity

Volume Volume ( (mLmL)) P P_aw_aw(cm H(cm H₂₂O)O) Increased WOB Increased WOB

Una inadecuada sensibilidad generara un mayor trabajo respiratorio lo que reflejara una gráfica en forma de pescado con la “cola del pescado” mas prolongada hacia el lado negativo del eje X (presión negativa) porque el paciente genera mayor presión negativa para intentar generar la inspiración

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Air Leak

Volume (ml) Pressure (cm H Pressure (cm H₂₂O)O) Air Leak

En este lazo P-V se observa que la fase espiratoria no termina en el eje X (presión), debido a una fuga de aire

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Lazo (Bucle)

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Flow-Volume Loop

Volume (ml) Volume (ml) 1 2 3 4 Inspiration Inspiration Expiration Expiration Flow Flow (L/min) (L/min) FRC

Se distinguen las siguientes fases: 1. Fase inspiratoria 2. Fase espiratoria 3. Inicio de la espiración 4. Inicio de la inspiración CU R V A S DE V E NT IL A CION M E CANICA

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Air Leak

Inspiration Inspiration Expiration Expiration Volume (ml) Volume (ml) Flow Flow (L/min) (L/min) Air Leak in Air Leak in mLmL Normal Normal Abnormal Abnormal

Esta gráfica también nos ayuda a ver la fuga aérea al terminar la fase espiratoria prematuramente en el eje X sin cerrar el lazo F-V CU R V A S DE V E NT IL A CION M E CANICA

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Air Trapping

Inspiration Inspiration Expiration Expiration Volume (ml) Volume (ml) Flow Flow (L/min) (L/min) No return to baseline No return to baseline Normal Normal Abnormal Abnormal

Atrapamiento aéreo: se refleja en el lazo F – V cuando el ciclo termina en el lado negativo del eje Y (Flujo).

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Increased Airway Resistance

Inspiration Inspiration Expiration Expiration Volume (ml) Volume (ml) Flow Flow (L/min) (L/min) Decreased PEFR Normal Normal Abnormal Abnormal

El aumento de las resistencias reflejara una fase espiratoria mas prolongada hacia el layo negativo del eje de la Y (Flujo),

haciendo la porción espiratoria de la gráfica “mas picuda”.

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Airway Secretions/

Water in the Circuit

Airway Secretions/

Water in the Circuit

Inspiration Inspiration Expiration Expiration Volume (ml) Volume (ml) Flow Flow (L/min) (L/min)

“Dientes de sierra”: son clásicos de la presencia de líquido en el sistema respiratorio o en el circuito del ventilador.