La pressione che resta a espirazione finita
La valvola PEEP è il componente che, sul ramo espiratorio di un circuito respiratorio, impedisce alla pressione di tornare a quella dell’ambiente quando l’espirazione si è conclusa. Il gas espirato esce attraverso la valvola finché la pressione nel circuito scende al valore impostato; a quel punto la valvola si chiude e quel valore resta lì fino all’insufflazione successiva.
La differenza con le valvole di sovrapressione dello stesso circuito sta tutta nel verso: quelle fissano un tetto e si aprono se lo si supera, questa fissa un pavimento e si chiude quando lo si raggiunge. Una limita la pressione di picco, l’altra tiene quella di fondo.
PEEP, la sigla parola per parola
PEEP sta per positive end-expiratory pressure, in italiano pressione positiva di fine espirazione: la pressione che al termine dell’espirazione resta al di sopra di quella atmosferica, misurata all’apertura delle vie aeree. È una grandezza, non un modo di ventilare: si aggiunge a modalità diverse, controllate o assistite, e la sua versione continua durante il respiro spontaneo prende il nome di CPAP.
La valvola è l’oggetto che quella pressione la produce meccanicamente, senza elettronica e senza alimentazione. Nelle fonti tecniche consultate non esiste una norma dedicata alla sola valvola PEEP, e nemmeno un valore numerico di riferimento valido in generale: il valore si imposta in relazione al contesto e all’apparecchio.
I contesti in cui il componente compare sono tre. Sui ventilatori la pressione di fine espirazione la produce il circuito espiratorio dell’apparecchio, con una valvola comandata; nella ventilazione manuale con pallone e maschera la funzione non esisterebbe, e la valvola meccanica è il modo di aggiungerla; sui sistemi a pressione positiva continua è la stessa valvola a definire il livello mantenuto per tutto il ciclo. Nel primo caso è un pezzo dell’apparecchio, negli altri due un accessorio che si innesta.
Resistore di soglia e resistore di flusso
Ogni pressione in un circuito nasce da una resistenza incontrata da un flusso, ma il modo in cui la resistenza si comporta divide le valvole in due famiglie e spiega perché due modelli tarati sullo stesso numero non danno lo stesso risultato.
Un resistore di soglia mantiene la stessa pressione qualunque sia il flusso che lo attraversa: l’otturatore si apre appena la soglia viene raggiunta e la pressione a valle non dipende da quanto gas passa. Un resistore di flusso, al contrario, è una strozzatura: la pressione che genera cresce con la portata, quindi a flussi alti dà più pressione del previsto e a flussi bassi meno.
La valvola ideale sarebbe un resistore di soglia puro, e il caso che ci si avvicina di più è il più elementare: lo scarico espiratorio immerso in acqua, dove la pressione in centimetri d’acqua è pari alla profondità di immersione del tubo e non cambia con la portata. Le valvole meccaniche compatte si scostano da quell’ideale, e il numero stampigliato sulla ghiera va letto come una taratura nominale, non come una misura buona a ogni flusso.
Come è fatta dentro una valvola PEEP
Le costruzioni ricorrenti sono tre. Nella valvola a molla un disco o una membrana elastica chiude la luce di scarico ed è premuto in sede da una molla; avvitando o svitando il cappuccio si comprime più o meno la molla, e con essa cambia la pressione che il gas deve vincere per sollevare il disco.
Nella valvola magnetica la spinta di chiusura non viene da una molla ma da un magnete: una manopola avvicina o allontana il magnete da una membrana con un inserto ferroso, e più il magnete è vicino più forte la membrana viene tirata contro la sede. La terza costruzione è la colonna d’acqua già citata, ingombrante ma trasparente nel funzionamento.
Le versioni riutilizzabili sono dichiarate autoclavabili a 134 gradi, quelle monouso no. Le schede dichiarano a parte la compatibilità con la risonanza magnetica, e per un componente che può contenere un magnete permanente non è un dettaglio marginale.
In tutte e tre le costruzioni la parte mobile lavora sempre nello stesso verso, dal circuito verso l’esterno, e quindi la valvola non decide il senso del flusso inspiratorio: quello lo governano altre valvole, unidirezionali, montate a monte. Una valvola PEEP messa dalla parte sbagliata non inverte un flusso, semplicemente non trova gas da trattenere.
La scala in centimetri d’acqua e gli innesti della valvola
L’unità è il centimetro d’acqua, cm H2O: una scala grossolana per la meccanica, ma della grandezza giusta per quello che qui si deve leggere. Le scale regolabili dichiarate dai fabbricanti coprono l’intervallo fra circa 1,5 e 20 cm H2O; esistono modelli limitati a 10 e modelli che partono da 5 e arrivano a 20, quindi l’estremo inferiore va letto sul singolo pezzo e non dato per zero.
Il lato meccanico è normalizzato per innesto conico. Sui palloni autoespandibili per adulti la valvola si applica direttamente alla valvola paziente con un raccordo da 30 mm; le serie neonatali in silicone usano il 18 mm; verso ventilatori e sistemi CPAP ricorrono il 22 e il 19 mm. Gli adattatori esistono proprio perché queste misure non coincidono, e portano indicate entrambe le quote, per esempio 22 mm interno e 30 mm esterno.
PEEP impostata e PEEP intrinseca
La letteratura distingue due pressioni di fine espirazione che si sommano. Quella estrinseca è la pressione impostata dall’operatore, prodotta dal ventilatore o dalla valvola: è l’unica su cui il componente descritto qui agisce. Quella intrinseca, detta anche auto-PEEP, non la produce nessun dispositivo: nasce quando l’espirazione non ha il tempo di completarsi prima dell’insufflazione successiva, per un tempo espiratorio troppo breve o per una resistenza elevata delle vie aeree, e il gas che resta intrappolato lascia nei polmoni una pressione residua.
Le due si sommano, e questo spiega perché la cifra letta sulla ghiera non descrive per intero lo stato del sistema. Una valvola può essere regolata su un valore basso mentre la pressione effettiva di fine espirazione è più alta, e la ghiera non ha modo di saperlo: misura la propria soglia, non quello che succede a valle.
