U N I V E R S I D A D A U T O N O H A H E T R O P O L I T A N A

UNIBAD IZTAPALAPA

4cazr

PROYECTO DE INGEMIERIA CLINICA

dEVALUACION TECNICA DE 6QUIPOS DE VENTILACIOW HECANICk'

/

A N G . BIOHEDICA

RAIlREZ LOPEZ HIGUEL. ANGEL

CIENCIAS BASICAS E INGENIERIA

C O N T E N I D O

\ PROLOGO \

CAPITULO I . LA VENTILACION HECANJCA

1.6. Hecanismo de la res~iraci6n espontanea

l . 1 .Ventiladores mecanicos

1 . 1 . 1 . Aplicacion

i.i.2. Clasificacibn

1.2. Caracteristicas tfknicas de los ventiladores

CAPITULO 2 . EL PROBADOR DE VENTILADORES 810-TEK UT-2.

CAPITULO 3. PROTOCOLO DE PRUEBA

3.1 INTRODUCCION

3 .2 EVALUACION DE LA CAPACIDAD DE SUHIWISTRO DE VOLUHEN

3.3 EVALUACION DE LA CAPACIDAD DE lEhNTENER UN VOLUMEN DADO. / I

3 . 4 EVALUACION DE LOS CONTROLES DE AJUSTE E INDICADORES DEL VENTILADOR

3.5 EVALUACIOW DE LOS SISTEHAS DE ALARHk

CAPITULO 4 . RESULTADOS

CAPITULO 5. CONCLUSIONES

CAPITULO e. 8IBLIOGRAFIk

P R O L O G O

Es de suma importancia verificar que los equipos de ventilacidn mecdnica \ \

funcionen adecuadaknte durante todo el tiempo que esté conectado al Paciente.

No tomar en cuenta esta medida podria\resultar en un eaweoramiento del estado \

clinic0 del paciente o incluso causarle la muerte.

El problema que se presenta e s que la mayoria de los responsables de estos

equipos en los hospitales. no efectuan pruebas adecuadas de funcionamiento del

equipo, tan s610 siguen los procedimientos de prueba astaticos que son

recomendados por el fabricante de cada uno de los ventiladores. Estas pruebas

estiticas se caracterizan por ser efectuadas bajo condiciones de

prueba unicas e invariables, y no toman en cuenta las condiciones de tra-

bajo reales que generalmente se presentan durante el tratamiento de las diver-

sas patdlogias que afectan al aparato respiratorio.

La AHERICAN NATIONAL STANBARDS INSTITUTE (ANSI) public6 un standard (ANSI:

275.7-197di que sugiere el uso de un simulador pulmonar Para realizar Pruebas

dinamicas ‘en las cuales se simulan las iwedancias a la salida da1 ventilador

ila compliance pulmonar y la resistencia de las vias respiratorias) que son en

contradas tanto en pacientes con condiciones Pulmonares normales o criticas.

Estas Pruebas dinámicas han demostrado que en muchos casos el volumen minuto real

suministrado al paciente se ve notablemente disminuido.

Por lo anterior, el Departamento de Ingenieria Biomidica del INSTITUTO

NACIONAL DE L A NUTRICION decidid plantear un proyecto que evalcie elfuncionamiento

de los ventiladores de uso corriente en su área de Hedicina Critica. Los

objetivos planteados en este Proyecto son:

1 ) Analizar varios tipos de ventiladores con e l fin de conocer sus

caracteristicas tecnicas y de funcionamiento reales.

2; Establecer una rutina periddica de evaluacion del funcionamiento ade-

cuado del ventilador. \

\ 1

3 i Efectuar un seguimiento del comportamiento del sistema paciente-ventilador

mediante la simulacion de las condiciones patologicas Presentes con el objeto de

determinar que condiciones de ventilación mecánica son las adecuadas para hacer

mas eficiente la terapia respiratoria.

El Presente trabajo muestra los resultados obtenidos al realizar los dos prime-

ros objetivos planteados. En el capitulo 1 , se hace una breve revisi6n de los

conceptos y mecanismos fisiológicos involucrados en la respiración esponta-

nea. Fosteriornente se Presenta un esquema general sobre la ventilación mechni-

ca: aplicaciones. tipos de ventiladores, modos de ventilacion, caracteristicas

tecnicas y requerimientos exigidos. En el capitulo 2, se hace la descripcitjn

del simulador utilizado Para la realizacidn de las pruebas dinatnicas. En el

capitulo 3 se describe el material y método empleados en las Pruebas . El

Capitulo 4 muestra los resultados obtenidos y finalmente el capitulo 5, presen-

ta las conclusiones alcanzadas al termino de la Primera parte del proyecto.

e

\

\

1.1 llECBWlCA DE LA ItESPILhClI.

El aire, colo otros fluidos, se nueven de una resiím de alta presiin a una de

más baia presiin. De aqui que para que el aire fluya hacia dentro o hacia f w r a

de los pulmnes,se debe establecer un gradientc de presib entre la atmósfera y

los alwolos. Si no existe este gradiente de Presib, no habri flujo de aire.

Bajo circunstancias noraales, la inspiración se efectua haciendo caer la presiibn

alveolar por abajo de la presicin atrosferica.

Ta que, por connncibr, la presibn ataosfkrica es referida c o w 3 ca II O , Ir

caida de la presiin alveolar por abajo de la Presiin ataosfirica es coaocida

c m rtwirnliln #r mi& m ~ t l v r .

Tan pronto c m el grldieate de presibn es suficiente para vencer la rcsistrncia

al flujo del aire que ofrecen las vias abreas, el aire fluye a los wlvwns.

la caida de la presifjn alveolar por &bajo du la ataostirica se loara por la

contraccion de los mrisculos inspiratorios, lo cual imrenenta el volwan de la

cavidad torircica, disminuyendo l a presib alveolar y ercpandiendo los alveolor.

Los alveolos no son capaces de expandirse por si aiuos.blo se expanden pasiva-

mente en respuesta a un gradiente incrementado de presibr tranuural que &re a

los alveolos que son distensibles, disminuyendo así la presibn alveolar. La

presion en el espacio intrapleural normalaente es liwrvlnts subataosfdrica,aua

cuando los nlisculos inspiratorios no se estm contrayendo.

Esta presion de -3 a -5 CI de H O es originada principalmente por la interaccib

aecanica entre los pulmones y la pared toricica.91 final de la inspiraciin,

cuando todos los U r c u ~ o s respiratorios estin relajacbs, la interacción er(trr

los pulrones y la pared toracica es en direccidn owesta.

La contraccion de los mtisculor inspiratorios origina que la presib intrwleural

2

2

4

se haga ras negativa y se distiendan los alveolos. Conforme se distienden los

alveolos, la presión en su interior cae por debajo de l a Presión ataosferica y

\

el aire fluye dentro de ellos,cm se ve en la figura 1 .I

C m f w a e el aire fluye a los alviolos , l a presibn alveolar retorna a S ca da

H O cesando el flujo del aire- a los pul#r#s. En la linea vertical de Ir

figura 1 el esfuerzo inspiratorio cesa y los misculos inspiratorios se relajan. 2

La presim intrapleural se hace l o #nos negativa y la contracción elastica de

las Paredes alveolares cororiwn el gas alveolar. Este proceso aumenta l a

Presión alveolar por encim de la presidn atmsfirica por lo cual el aire fluye

hacia fuera del pulnon hasta que se restablece la presion alveolar da ii cdl O. ¿

La colpliance d e l sistema w l w n a r as el inverso de la elasticidad y se define

c#o el caabio en el v o l w n por unidad de cambio en la presiim y se mide en

m1 icalI20.

La resistencia representa la omsicion al flujo de gases we wonen las vias

aeraas y está determinada por la razón entre la presih diferencial a trdvas

de las vias y el flujo. Sus unidades son crs20iltiseg.

1.2 VHITILMRES IIECBRICOS

1.1.1. Los pacientes que son victimas de fallas en su vantilacion Pueden

experirntar dificultad en el acto fitico de l a respirxib debido a transtor-

nos neurowsculares, enfermedades pulmonares obstructivas o restrictivas, o

por dificultades en el intercaabio gaseoso a nivel alveolar causadas MK en-

ferndldcs parensuirales. Los pacientes que serin intervenidos suirurglcamente

podrian ser anestesiados antes y durante la cirugia, c m tanbien pudieran

ser ventilados despues de la cirusia hasta que el cuerpo recupere sus funciones

normales.la vantilacion necanica es usada en casos colo estos Para contrarrestar

5

\

\

O

l a falla ventilatoria del paciente.

Un ventilador necimicp es un dispositivo que es conactado al Paciente Por r d i o ,

de un tubo endotraqueai, inyectandose un volumen c o m i d o de gas o de aire a los

w l m s del Paciente. Ya que las vias respiratorias normales son 'Puentedas*,

el gas es calentado,filtrado, nebulitado y humidificldo externaaente antes de

pasarlo a traves de filtros bacterianos hacia los pul.OAQ5 d e l paciente. El gas

inspirado puede t d i e n ser enriquecido con owigeno a un nivel superior al d e l

nivel encontrado en el aire ambiental yio con gases anestisicos . h a n t e este

proceso se weden introducir varios patrones inspiratorios y wsiblewnte una

pausa inspiratoria.

\

1.1.2 CLQSIFICICiOl DE PNlTIlUOES

Existen varias maneras de clasificar a un ventilador. Lar mis COMBS son:

- Segun la fuente de aliwntacion.

- S c g h el t i p o de marador. - Segcin el mecanismo de 'ciclado".

Los ventiladores con fuentes neuriticas usan gerteralvnte un mecanismo venturi,

tabiin llamado Inyector, o caoonartes fluidicos.

Los ventiladores con fuentes elktricas pueden ser divididos m dos subcatego-

rias.La prirra subcatesorir esti coquesta de motores elictricos QU accionan

un Prsueib c m r e s o r de aire. La segunda subcategoria e5 la de Pistones acciona-

dos por r d i o de un aotor elictrico.

Tambien, los vent iladorez se pudra clasificar en: Generahres de presitjn y en

Generadores de Fluio.

Los generadores de presion . . " aplican una presipn relativawnte constante en las

b

I t

vias respiratorias.En la figura 2, se ilustran las forus de anda ¿e voluaen, de

presión Y de flujo tebicas para un generador de Presiái ideal. En cada uno de

los ejemplos ilustr&s,la cantidad y el patrón de presibE aplicado es la risa¿.

Sin erbargo, el patr& de fluJo y el de volwtn aplicados varian en respuesta a ' los cubios de caracteristicas del Pulmón y de las vias respiratorias.

\ \

Los generadores da flujo son ventiladores w gawran una presib elevada, de

t a l forra que el ventilador puede producir un w t r m de f lujo que es rwroduci-

ble sin iwortar los cambios en l a s condiciones del Paciente.

Si el Flujo real es el rism durante la inspirrcib, y el Patrin de flub es el

riuo respiracita a respiracian, entonces el ventilador es un qenarsdor de flujo

constante.

- "

Los ventiladores ganrradores de flujo no cwstratt estin ejelplificldos por los

ventiladores de pistin rotatarios, los cuales producen un patrd de fluio srnoi-

dal. Mido a que el aotw we acciona al piston p w d r producir una gran fuerza,

el patriw, de flujo generado se mantiene iwal a pasar de las condiciones varia-

bles del Paciente. La figura 3 ilustra lor patrones de flujo y presión tipicos

de estos ventiladoresi2i.

ma IL wmo w c I e w Colo ras adelante se .explicar¿, l o s ventiladares se clasifican, da u r d o a l

aecanism w e 'cicla' la inspiración en:

- CICLhDOS POR PPESIOII.

- ClCLADOS FOR V O i . ~ .

- CICLbilOS POR FLUJO.

- ClCllrDO POR TIEMPO,

- CICLABO POk TIEMPO f LIIltldO POR PRESlQ.

- CICLAR0 POR TIEMPO Y LIMITUO POR VOLuItwl.

7

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FkSH BEL CICLO RESPlRbTOQlO.

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i

I

El cit lo respiratorio se c#pQne de las stgutentes fases:

1.- La Fase lnspiratkia.

2.- La Fase de caubio entre la inspiracid y la ewiraciin.

3.- l a Fase Espiratoria.

4.- La Fase de c d i o entre la Espiracidn y la Inspiraciin.

LA M% IIIS)I&hTOlIi.

Esta fase caracteriza al patron de flujo de volu#n winistrado Y al wcaaisao

we produce este PatriJa. Existen cuatro patrones fundrantales ws Purchn ser

Producidos usando ya sua un generador de flujo o un generador de presii)ll, Estos

Patrones se encuentran ilustrados en la figura 4:

aj.-Patrón de flujo senoidal. iwwue su weriaridad c l jnica esta aun por

establecerse, la onda senoidal se cree que es la rris fisiolbgica de los

patrones respiratorios. Mantiene un flujo de gas acelerado y Cmis

desacelerado dentro de los pulrones. La form de onda es sirilar a la de

un patrd de respiraccion normal espontanea, con la encapci6R de W BS

" - "

una respiracich por presion Positiva.

bl.-Patron de flujo constante. .- Este ~wde ser producido por un racanism we

pude iniciar y untener rapidaaente un flujo a una tasa constante por

el t i m o inspiratorio deserdo.

c).-Patron de flujo desacelerado. . " Este patron está caracterizado por un roido

aumento del flojo hasta un valor pico, seguido por una d e u w l e r x i t 3

del flujo. Esta desaceleracion pueda estar en funcion de la resistencia

del risteaa ~ulronar del paciente, o pueda ser programada dentro del

sistera de surinistro del ventilador.

dj.-Patrm de flujo acelerado. ,~ - Este Patrim no es usado anpliaaente, pero se

\

\

I

i

I

I

encuentra disponible en algunos ventiladores. Su ventaja, se dice que

es la presion de vias respiratorias pico air baja y lu leior distribucion de

la ventilacion. evitandose el riesgo de barotramas en el paciente.

I

\ \

I

Durante la fase inspiratoria, la via espiratoria se cierra aediante la válvula

de esoiracitn. Si la valvula de espiraciin w r w m c e cerrada demis de que

el flujo inspiratorio se ha susmidido, pero antes de que la ewiraciin se inicie

inspiratoria durante la fase inspiratoriailii.

HI) I cm10 m w IWWIM Y u mtucra. RETOBOS BE UEHT ILIC . IOR ."

Se han usado varios terainos para indicar el cambio de la fase inspiratoria a

la fase ewiratoria durante la ventilacicin rcinica, los ais cwlnes son

'ciclado' y 'liaitado'. Sin eabargo, nosotros usareaos el tirrino *ciclado' para

indicar el fin del ciclo, y el teraino 'lirituio' se referirá a un valor rixiw

de un pariaetro respiratorio previamente fijado.

El ciclado de la fase inwirrtwia puede ser efectuado por presiin, por vo-

lulsn, por flujo, por t i w o , o por una c#Binaciin de los anteriores. I coati-

nuaciion se explican los mitodos u s counes.

VEWTILIBORES ClCLirBOS POP PPESIBW. - " En estos ventiladores la inwiraciin cesa

debido a we se ha alcanzado una presibn prestrblecida, sin irportar el voluan

surinistrado.Debido a isto si la colpliance diuinuye o auaenta la resistencia

al flujo, entonces se alcanzara la presibn prestablecida prarsturwnte disai-

nuyendo el voluaen corriente sluinistrado. Bajo estas circunstancias, se wade

producir una hiPoventilrci6n durante la ventilacidr, en lodo controlado. Durante

la vent,ilacion en d o asistido, el paciente wade cowensor la disainucicin en

el voluaen aumentando su frecuencia respiratoria.

9

VERTILCIBORES CICLADOS POR!V01!lilElE.Estos ventiladores terminan la insPiraciQ

cuando se ha suministrado un 'volumen prefijado.

Muchos pacientes que reciben apoyo ventilatorio frecuenteante sufren carbios

ripidos en la cwliance o en la resistcncia de vías aéreas. Casi todos

los mdicos creen que los ventiladores ciclados w r volumen son capaces de

mantener una ventilacion mis constante bajo estas circunstancias en cocrparacicict

con los ventilldores ciclados por presih. Conform se wdifica la comliance o

la resistencia,la presion de flujo requerida Para praparcimar el v o l w n

deseado tvbien se mdifica. Si la presib alcanza un limite de seguridad deter-

minado, la ventilacion es terminada por #dio de otro mecanism secundario de

ciclado por presion y al v o l w n en exceso es expulsado al exterior a traves de

una vilvula de seguridad, previniendo cualquier auwnto adicional en la prericin

we d i e r a ocasionar un dailo.

\

\ \

YEltItADMES CICLPBOS PO& FLOJO. Si un ventilador de fluio e l curl cvbia duran-

te la inspiracion, la inspiración se puede terainar cuando se ha alcanzado un

nivel de fluio especifico.

UERTILAIORES C1CLABOS PORTIHIJO_. Los ventiladores ciclados por t i e a m terminan

la fase inspiratoria una vez we ha transcurrido un t i a m prertablecido,rin

ireortar la presicjn an las vias respiratorias o el volumen. Sin eabargo. es

imrtanto aencionar we norwlrnte no se encuentran sistemas c m los

anteriores sino convinacibnes de ciclado con limitaciónes fuadvrntalwnte en

Presibn Para disminuir los riesgos de barotrwrs. de los s i s t w s combinados mis

coaunes se encuentran los risuientes: Vantiladores cicl- por ti-? L

limitados por volu#n, Cuando un ventilador ciclado por t i e m p o es un Banerador

de flujo constante o no constante. el volunen es tambiin ccmtrolado. Con un

i 1

generador de flujo. la relacion es expresada c m :

Para utilizar este ventilador cuando se c o m e el voiuwn corriente y el t i a P o

inspiratorio deseado, entonces el flujo requerido pwdu ser calculado despeiando

la ecuación anterior

i

Volumen deseldotli tros i Flujo,lpR,=""""""""""""" N bil

Tiem inspiratorioisesundos)

los generadores C fluio no Constante qua astir cicldos m t i a P o producen el

m i m o Patron de flujo &ante e l risao intervalo an cada ruwiracib,Pw l o cual

resulta un voluwn corriente consistente.

VElTILWtES CICLBMS POR 11EllPO 1' LIHITUOS POR PRESlOlJ Cuando una vilvula de seguridad de presicin se utiliza para. limitar la presibn

maxima durante una respiracibn ciclada por tirrpo. tanto el volumen coy) el

f lu jo proporcionado w d d e n variar al cambiar la Prerin de vias respiratorias Y

la compliance en el Paciente. Si el limite de Presibn es alcanzado antes de we

transcurra el t i w o inspiratorio, a l w o t o d o el flujo conienza a ser exwlsado

al exterior a traves de una valvula de m i r i d a d , unteniendose la presibn

constante durante el resto de la rewiracion.

k h o s ventiladores tienen disponibles a# de un m a n i u o de ciclado. por

ejellplo. un ventiladar ciclado por volurn puede usar un manislo secundario de

ciclado por Presibn. De esta manera. si la presion inspiratoria alcanza un valor

eredeterrinado antes de w e se suministre el volurrn corriente seleccionado. el

aecanisno de ciclado wv Presion tiene preferencia sobre el de volumen y corta

la inspiracibn.

i

I

!

nlgunos ventiladores utilizan un periodo 'estatico' antes del inicio de la

esptracion, llaaada PIUSir. Existen c o m m n t e dos tipos de pausa inwiratoria: \ \

- Pausa inspitatoria en voluaen

- Pausa inspiratoria en Presión. '

\

Una 'Pausa en " vo1-n ocurre despuis de que un w c w i s a o ciclado en voluran ha

detenido el flujo inspiratwio; la valvula delexhalacibn es m t r a i d a en una

wsiciin cerrada.'aantenirndo' el volumen proporcionado al Paciente por un

wriado dado do tierno. Durante este periodo, la presiiwr en el circuito del

paciente tiende a equilibrarse con la presion alveolar, produciendose una dis-

tribucib interna de gases.

Una Pausa en presion se logra usando un sistema limitado ea presih, por ejer-

plo,una vilwla de seguridad da wesion. Una vez w e sa ha alcanzado la presión,

esta es mntenida en este nivel hasta que la inspiracilin teraina.Si se da el

tiaclpo suficiente la Presidn wl#nr se equilibrara con esta Presidn liaite.

.- - - " -

FASE ESPIRhTeIk_.

La fase espiratoria es un fenimno pasivo Y esta dado POI las carwterist i c a r de

retractibi 1 idod d e l w l d n .

En la ventilacibn mcinica, La espiracion es iniciada abriendo la valvula de

ewiracion d e l ventilador, y ocurre d e m e s de la fase irspiratoria iincluyendo

la pausa inspiratoriaj.Esto permita al paciente exhalar rrgresando a una p r e s i ~

de O crllZ0. con una raids pirdida de volunen. Al final da esta fase el paciente

alcanza un v o l w n de r a m o conocido colo VOLMER PESIWL FWIORU iFRU). El

tierno consumido entre el fin del flujo espiratwio Y el cmiento d e l siguiente

flujo inspiratorio es conocido c m wriodo de pausa Espiratoria.

En casos de enfermedades restrictivas , es deseable incrementar el FRV para

facilitar el intercabio gaseoso a nivel alveolar. En este caso se le Parrile al

I 2

paciente exhalar pasivaaente, pero en lugar de exhalar hrrlta el nivel basal de 6

cd20, la presion es mantenida por el ventilador a un nivel basal mas alto.Esto \

se logra controlamlo l a vilvula espiratoria de tal manera que esta se cierre

anhes de que la espiración alcance los 0 d l 2 0 y unteniendo u& presion inter-

na. Los tarapistar establecen esta presión positiva al final de Ir ewiraci&

iPEEP! colocrndo la perilla de control da PEEP en el nivel de Presion deseado.

E l PEEP auaenta al nivel de la capacidad funcional residual debido a que el

volumen en los w1y)os esta directante relacionado con la presibr residual al

final de la aspiration. Taabien es posible establecer una presibn negativa " al "

fmal de la ewirwipn, - " IEEP. aplicando una presión subatrosferica a las vias

respiratorias durante l a fase espiratorio. ha lEEP reduce las presiones intrato-

racicas Y wdias de las vias res~iratorias, con lo cual aumenta el retorno

venoso al corazOn derecho. Un nivel de lEEP excesivo puede provocar un colapso

wlvwrar en pacientes tanto norules como éfirrrrtosos, y este efecto secundario

tiende a m a r sus beneficios prowestosi2i.

C.IMBt0 H u H).1uc!Oa II III tnwtwnr H0)OS BE PERTILIXIOW. - - .-

Existen varios mcanirros COWMIS con lor cuales un ventilador wcdr c w b i r de

la aspiracipn a la inspiracitjn. Estos mdos de ventilacicin son descritos a

continuacion:

HOBO COllTRotkBO: " Este #do de ventilrcicin coasiste en tomar totalmnte el con-

(rol de l a rerplracipn d e 1 Paciente cumdo por causas fisiolooicas el paciente

no puede respirar espontaneamnte. Los controles d e l ventilador son colocados al

volumen y frecuencia adecuado segirn la cmstitucion fisica del paciente.

HOD0 ASISTIDO: - En este nodo, el vantilidor inicia la inspiracion cuando detecta

un esfuerzo inwiratorio por parte del paciente.Por lo tanto, e l nWro de

t

respiraciones suministradas por e l ventilador rkPanden ud i cu rn te del esfuerzo

del paciente.

lOI0 COITPIBDO-nS1STlBB: . - En este lodo, l a ven t i lac ión es inic iada cuahdo el

ventilador detecta e l esfuerzo.inspikatorio d e l paciente. A h a s es t i p rov i s to

\

de un sistema de seguridad que Proporciona las respiraciones a in iu r por ainuto

para garantizar un vo lwn minuto. be esta aanera el lodo asistido- controlado

es una foraa conveniente de permi t i r le al paciente establecer su prop ia frecuen-

c ia ven t i la to r ia a l a vez que mantiene una f recwnc ia ríaira por s i se presenta

irpnea o b ras ion r esp i ra to r i a .

aEnlLACIBl IIIRlTftRIi ImltpllfE: "- Este lodo de vmtilacíQ consta de dos

partes: una wml r to r ia , COR voluwn y frecuencia Programados, y l a s espon tan t

en la que e l paciente puede inhalar de una fuente de aire fresco. Esta es una

form de ven t i l ac i i n utilizada para ' destatar ' al Paciente pm se .encuentra

b r io ven t i lac ibn mán ica , y qtw conforae e l paciente time un uyor n h r o de

respiracioltas y un aeior volurn corr iente ereontwo la frecuencia y el vo-

luaen de las aandatorias se disminuye hasta que el paciente es totalaente auto-

suf iciente.

PEMlLACIBll lllHldTOlt1O IIIZIIIITEME SIWCIBIIZAHiSIIIU). .- - - Es un #do de venti la-

cion my s i a i l a r al IOU, solo que las vent i laciones aadator ias son sincroniza-

das con un esfuerzo del paciente evitando qua e l paciente vara contra l a acción

del ventilador t se fatigue.

PkfSIbl . " BE - SOPORTE. .- - En este lodo, los controles de voluaem oinuto presente, de

Porcentaje de ti- ínspirator io y el de porcentaie de pausa insp i ra to r ia no

son funcionales. Todas las respiraciones son iniciadas por el esfuerzo esponti-

neo del Paciente. suficiente para disparar el s i s te r r de sensibilidad. El con-

t r o l del n i ve l de $resi& inspiratoria taabiin es usado para determinar cuanta

presion será increuntada al n ivel de PEEP durante toda l a respiraciijn. La

espiracion se i n i c i a cuanLlo e l f l u j o hacia e l Paciente disminuya un 2% de Su

valor pico en l a aisma resp i rac id .

i

PRESIM CWIm PBSlTIUh E l UIhS &ESPIR&T4PIsIS íCP IP i :

Es una de las forma de as is tenc ia rewirator ia en las we se mantiene un f l u j o

de a i r e a una presion constante p re f i i rda . E l objet ivo del CPAF es w a n t a r l a

capacidad funcioaal residual, colo en PEEP, con l a diferencia de que no se

necesitan Japorte respiratorio aecinico.

En l a f igura 5 se muestran los patrones de presion Para varios clodos de venti-

lacion y rodificaciones.

""- . -"

W O L ~ " llflilt0 UIIB~ITORIO. - C a m suceda c m e l d o Im, el voluaen minuto unda-

twio, 11119, ha sido sugerido para e l 'destete' del Paciente dependiente de l a

vanti lacit in mecanica. En este sfstma, un f l u j o constante de @S igual a l vo-

lumen ainuto deseado es suministra& a un reservorm de pres lb constante o a un

fuel le colector. E l paciente respira cspmtaneamente del reservorio de Presibn

constante, mientras que cualquier exceso en f lu jo en t re l a s respiraciones llena

a l fuel le colector. Una vez que e l f u e l l e alcanza un voluaen @di# iestablacido

por e l oParadorj. un aecaniuo de ciclado envia e l contenido de l f ue l l e a l

c i rcui to del Paciente c m una raspiracibr randatoria.

irsi. en este sistema, al ventilador sa a j u r f a a u t m i t i c w n t e para dar un a a y o r

o menor ¿POYO, dependiendo de l a propia habil idad del Paciente para respirar

eswntaneaaentei2j.

1.2. CWICTEPISTIC~S BE OPERBCION )E LOS UUTILitBOBES

En 197ó, e1 l r r r ic rn lrtionrl Stindrrdr I n z t l t u t e w b l f c o e l standard

15

+ I

- I

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I

F

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1 1

ló

L

1

17

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18

1 .- 2.-

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P a diagncntícrr fallas en el voatílrlar.

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r. "-- .. -

Adapter LParabolic Airway Restrictor

6

1

Prruturo 0.003 i2 Ire - 3 C8)

50

300

PULIIOH IIIFhlTIL: Localitacian.

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. INFANT COWLIAWCE I I

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1

CAPITULO 3. PROTOCOLO DE PRUBBk

.

3. I- INrjlODUCCION \

Este protocolo está baqodo en el standard de la American National S:tandards

Institute llamado Standard for breathins machines for medical use (279.7-1976).

I . - EVALUACION DE LA CAPACIDAD DE SURINISTRO DE VOLUREN.

Su objetivo es conocer el volumen maxim0 y m i n i m que el venti

suministrar sin alterar significativamente la relacicjn I :E ajustada

1 ador puede

2.- EUALUACION DE LA CAPACIDAD PARA HANTENER UN VOLUHEN DADO.

Su objetivo es conocer la capacidad del ventilador para mantener un

suministro dado de volumen ante diferentes impedrncias ajustadas a la salida del

ventilador.

3. EVALUACION DE LA EXACTITUD DE LOS CONTROLES DE AJUSTE Y DE LOS INDICADORES

DEL VENTILADOR

En esta Prueba. se cuantificara e l grado de confiabilidad en los controles

de ajuste e indicadores del ventilador.

4. EVALUACION DE LOS SISTEHAS DE ALARHAS.

Esta evaluaci6n revisa los sistemas de alarma con las que cuenta el

ventilador : La rapidez de activacion Y eltiemo de duracion.

EVkLUACION DE L A CAPACIDAD bE SUHINISTRO DE VOLUHEN

\

Para cada una de los si9uientd.s valores de impedancias de trabajo ! CSO, RS

C50, R20 C 2 0 , R5 C 20, R20

Efectuar lo siguiente:

1. Ajustar los controles convenientemente en el ventilador de tal manera que se

obtenga una frecuencia de 10 RPII y una relación I : E = 1:2 ise Podran tolerar

valores de I : E = 1 : 1 . 9 Y I :E= 1:2.1. Con respecto a la frecuencia se tolerará una

variacion de +i- 1X del valor establecidoi.

2. Seleccionar la opcion STATUS TEST en el Probador de ventiladores Para

observar los valores de frecuencia Y relacion I : E ademas del volumen.

3. kumentar qradualmente el volumen con el control respectivo hasta su nivel

m a x i m en el cual todavia los Parimtros ajustados se encuentran dentro de la

tolerancia permisible.

4. Seleccionar la funcion FULL TEST en el probador Para obtener los valores del

volumen. flujo inspiratorio y presidn pico de vfas aereas m a x i m s .

5. Seleccionar nuevamente la oPci6n STATUS TEST.

e. Disminuir gradualmente el volumen hasta su m i n i m posible sin que los

parametros ajustados se salgan de la tolerancia.

7 . Tomar nota de los valores minimos de voluman,presión y flujo alcanzados y que

son dados por el probador en la opcidn FULL TEST .

8.Repetir los pasos 2-7 modificando sucesivamente los valores de la frecuencia

respiratoria en el siguiente orden: 15 RPH 20 RPH 30 RPH

F O R M A 1. EVALUACION DEL SUMINISTRO DE VOLUMEN POR EL VENTILADOR

Se deberg m a n t e n e r c o n s t a n t e l a r e l a c i ó n I : E = 1:p.O

CONDICIONES DE PRUEBA

Temperatura ambiente OC

T e m p e r a t u r a d e l gas i n s p i r a d o OC

Humedad r e l a t i v a a m b i e n t a l %

Humedad r e l a t i v a d e l gas i n s p i r a d o %

~ o n c e n t ~ r ~ c i ó n d e Oxígeno I

VENTILADOR

Marca

# d e c o n t r o l

U I .

9. Registrar los datos en la forma 1.

EVkLUACION DE L A CAPACIDAD PARA HANTENER UN VOLUHEN DADO \

\

\ Para cada uno de las siguientes combinaciones de impedancias

C W , R5 ! CSO, R2Ü

C20,RS C20, R2ü

! Efectuar lo siguiente:

1 1. Ajustar el ventilador de tal manera que proporcione un volunan corriente de

1 56ü m1 a una frecuencia de 20 RPR i se deberá tener Presente la conPensaci6n por ! I j el volumen comprensible en el circuito de pacientei y sin impedrncias de salida. ,

2. Conectar el circuito de Paciente a l simulador, el cual dabera tener im-

pedancias de C50 y RS. Anotar en la forma 2 los cambios resultantes en los

I valores de la frecuencia Y del volumen corriente. I I ! 3.Desconectar el ventilador del simulador Y reajustar nuevamente los controles,

1 si es necesario, antes de Pasar a la siguiente conrbinacion de immdancias

4.Repetir el paso 2, usando ahora la segunda cowbinacion de impedanciar.y

continuar de igual manera con las restantes combinaciones.

4. knotar los resultados en la forma 11.

FORMA 2 . EVALUACION DE LA CAPACIDAD PARA MANTENER U N VOLUMEN DADO

r - 1 I C=50, R=5

VOLUMEN CORRIENTE

. . . . .( 5QLmLLL" FRECUENCIA

( 20 RPM ) . ..""_. .~ -_- "

Mantener f i j a l a r e l a c i b n I : E = 1:2

- b

C=5O, R=20 C=20, R=5 C=20, R=20 " -

- "" ."" I -7

I I

I ". .

VENTI1,ADOR

ff d e CONTROL

\ \

I

j EUILUACI~N DE LA EXACTITUD 9~ LOS CONTROLES E INDICADQRES

DEL VENTILADOR. \

1. CONTROL DE PEEP Ajustar sucesivamente el control de PEEP a los siguientes niveles

de las lecturas mostradas tanto en el indicador del ventilador como la

calculada por el probador. i

2. CONTROL DE FRECUENCIk

Con una relacibn I:E= 1:2.0 y un volumen corriente de 500

1 1 hasta 30 RPH I ajustados, variar la frecuencia gradualmente desde su limite inferior I

I

' 3.COtlTROL DE UOLUHEW

I

Ajustar el ventilador a una frecuencia de 20 RPH Y una relacicjn I:E=

1:2. Variar por pasos el volumen y anotar los valores registrados por

el Probador Y el indicador del ventilador.

B.CONTROL DE FLUJO PICO

Con los ajustes efectuados en el Punto anterior,variar gradualmente

el control de flujo desde su nivel minim hasta el máximo Posible y

i anotar las lecturas obtenidas . i 5. CONTROL DE LIIITE SWPERIOR DE PRESION. I

I

Ajustar el control de limite superior de presicin a diferentes nivelesise sugiere un rarlgo de muestreo que abarque desde 20 crnH2O hasta 80 cmH2O). Entre cada uno de estos niveles seleccionar la opcion PRES AIRUAY del Probador, oprimiendo esta tecla dos veces, Para obtener

l a l e c t u r a de l a presi6n de vias aereas maxima alcanzada y anotarla junto con el valor de la presion dada por el indicador del propio ventilador.

d. CONTROL DE CONCENTRACION DE OXIGEWO.

Bajo cualquier patr6n de vantilacion deseado: - Conectar un oximetro de linea entre la salida del

ventilador y el tubo inspiratorio del circuito de paciente. - Hodificar gradualmente el control de concentracibn de oxígeno y comparar los valores de estos niveles ajustados con los obtenidos con el oxímetro.

T. CONTROL DE TIEHPO DE FASE INSPIRATORIA i ESPIRATORIA.

- Utilizando un volumen minuto ajustado de 10 lpm a una frecuencia de 23 rpm. Hodificar gradualmente el tiempo inspiratorioiespiratorio Y cual quier otro control de ajuste necesario para cambiar la relacibn I : E Y comparar con las lecturas obtenidas por el Probador bajo la opci6n FULL TEST.

8. CONTROL DE Lk SENSIBILIDAD.

- Con respiracidnes del tipo SIHU a una frecuencia de 5 respiraciones mandatorias por minuto, un volumen minuto de 81pm y con una relaci6n I:E = 1:2

- njustar el control de la sensibilidad secuencialmente por los siguientes valores -2, -5, y -10 Y Para cada uno de estos niveles haga lo siguiente.

1. simular un esfuerzo respiratorio del Paciente,levantando suave y uniformemente hacia arriba la placa superior del pirlmon del simulador por su parte posterior, y , observar y registrar la Presidn minima requerida para disparar las res~iraciones mecinicas.Repetir varias veces usando diferentes fuerzas para obtener más exactamente esta presidn minima. [para obtener este valor deberemos usar la opcicjn ASSIST TEST en el probador).

I ,

i VENTILADOR

1 CONTROL

* A J = n i v e l a j u s t a d o TR= L e c t u r a d e l p r o h a d o r ; I F = L e c t u r a d e l i n d i c a 2 c . r

( :darque c o n u n a X s i s e e q c u e r - tra d i s F o n i b l e )

~

I I

!

EVALUkCION DE LOS SISTEWAS DE A L A R M

ALARMA DE APNEA.

Estando en funcionamiqnto el ventilador con un determinado patron respiratorio y en modo CORTROL, cambiar rapidamente al modo CPAP Y a partir de este momento,deberemos tomar el tiempo aproximado que tarda en activarse la alarma de apnea.

ALARHA DE BAJO O ELEVADO SUHINISTRO DE VOLUHEW.

Simular una condicion de alarma por bajo suministro o elevado volumen,ajustando el control respectivo o aumentando o disminuyendo el volumen suministrado de tal manera que estos limites sean revasados. Anote el tiempo requerido para la activación de la alarma.

ALARWk DE LIHITE HAXIHO DE PRESION.

Con el ventilador funcionando. observar ual e s la presion pico que se desarrolla durante cada respiracibn. Ajustar rápidamente con el control respectivo el limite superior de alarma por debajo de esta presion Y anotar el t i e w o promedio de activacidn.

kLARHnc' DE CONCENTRACION DE OXIGENO.

Coloque vapidamente el limite de alarma de baja o alta concentraci6n de oxigeno por arriba o debajo, respectivamente, de la concentracion real en la mezcla de gases inspiratoria.

ALARHA DE FALLA EN EL SUHINISTRO DE ENERGIA ELECTRICA.

Desconectar el ventilador del suministro de energia eldctrica y tomar e l tiempo que tarda en activarse.

ALBRHk DE FkLLM EN EL SUHINISTRO DE GASES AL VENTILADOR.

Cerrar las tomas de gases o obstruir de alguna manera el flujo d'e Sases al ventilador y anotar el tiempo de activacidn de está alarma.

ALARHA DE BAJO PEEPiCPAP

Simular una caida en el nivel de PEEP previamente ajustado, aumentando el nivel de alarma de bajo PEEP/CPAP por aariba del nivel real de PEEP. Tomar

el tiempo aproximado de activacirjn de la alarma. ALkRtlCl !:E

Esta alarma se activa cuando la duraci6n del tiempo inspiratorio es igual o mayor al 50% del ciclo inspiratorio.Por lo tanto para verificar su .funcionamiento de,beremos ocacionar esta situacion ya sea bumentando el volumen corriente o disminuyendo al flujo inspikatorio.

ALARHA DE BAJA PRESION INSPIRATORIA.

Para verificar el funcionamiento de esta alarma deberemos ajustar su respectivo control a un nivel por encima del valor de la presion de vías aireas que se este manejando,

A L A R M DE ALTA FRECUENCIA RESPIRATORIA

Con el ventilador funcionando a una frecuencia conocida. ajustar el control de esta alarma a un nivel por debajo de la frecuencia de trabajo. Anotar el nirntero de respiraciones necesarias para su activacion.

VENTILADOR

# d e CONTROL

* * C o l o c a r u n a V s i e s v i s u a l ' u n a A s i e s a u d i t i v a

u n a D s i son ambas

* C o l o c a r u n a X s i está dis- p o n i b l e

1

~

1 I

CAP ITULO 4. R E S U l T B D O S

Se aplico el Procediaiento explicado en el caxitulo anterior, a tres tipos

de ventiladores aecanicos. Estos fueron: \

WENTILADOR SIEIIERS SERVO 9OOC

OEllTILUOR UElllETT 7 W e

Los Resultados Obtenidos westrani ver la f w a a 1 corresmdiente a cada

t i p o de ventilador w e se auestran en la pwina siguiente) qua el rango de

voluaenes we aaneian estos vrntilrd#as con una relacioa I:Er 1:2, depende sis-

nificativrrnte de la frecuemcia y de las imedancias de carga.

Con respecto a la frecwncia:

ai.El rango de volraancs uneillbles por los ventiladores w r n t a por su liai-

te inferior con el m e n t o de la frecwncia, es decir. los ventiladores son

camces de surinistrar voluaenes a b pequebs a altas frocwncias. mientras

Que el liaite superior de este r a w se ve notablmnte reducido con la

frecuencia.

Si consideraos ahora, el efecto que tienen las imtdwcias de carga sobre

el ventilador, notareros we :

- La cwacidad mA.xima de suainistro de v o l w n diuinuye amlirrnte, si Para una frecuencia y resistencia de vias drear constante. disainuims

el valor de la corpliancr. El efecto de la aisaa. sobre el liaite inferior

d e l raw no es my significativo.

El efecto de la resistencia da las vias respiratorias MQre la craacidad minina

de voluaen aanejable por los ventiladores,Para una compliance Y frecuencias

fijas es llenos notable sue con respecto a los pariaetros

11

\

. . " . . -~ " .. - " "" -

F O R M A 1. EVALUACION DEL SUMINISTRO DE VOLUMEN POR EL VENTILANIR

I FRECUENCIA I 10 RPM 1 15 RPM

c= 50

R= 5

MINIMO - . $,2 3 4 1..2 4

MAXIM0

3.5

22.3 65 54 25.9 77 1 45.7 I

I?= 20

- 2 0 - 7 60 22 65 51 -9 VMIMO i MINIMO

1.1 4 9.5 1.1 3 6.1 1 I

c= 20 R= 5 MAXIM0 12.5 46 62.1 17.9 53 161.1 - c=20

MINIMO 07 2 6.3 0.7 2 4.9

12.1 36 61.7 16.2 48 59.4 R= ?,O MAXIM0 L

S e d e b e r á m a n t e n e r c o n s t a n t e l a r e l a c i ó n I:B= 1:2.0

CONDICIONES DE PRUEBA

Temperatura ambiente 24- O C

Temperatura del g a s i n s p i r a d o 25 'c' Humedad r e l a t i v a a m b i e n t a l 45 %

"

20 RF"

VOL. FLUJO Paw

23.6 I 69 b8.6

0.8 2 1 2.5

2 2 - 1 65 50

0 .9 4 4.4

30 RPM -++ VOL. FLUJO Paw ~

27.1 I 82 I 39.3 1.2 I 4 I 2.3

62 4 8 2

1.5 5 4.9

23.2 , 69 49.8 1

1.1 3 4.3

19.4 57 53

VENTILADOR

Marc a SIEMENS Servo 9OOc

# d e C o n t , r o l O5 "

"_I.."- "" - I

FORMA 1. . -.& ..

. EVALUACION DEL SIMINISTRO m W L W POR- -&, :

. .

PECHA

;.y:.- Temperatura del gas inspirado . . 2s OC Humedad relativa ambiental 48 %

. .

. .Humedad relativa del gas, inspirado 38 % 2: I -.

oncentrsci6n de Oxfgeno 60 5 c

#decontrol

d P i

a. m H

c \O d O cd 4 a, k

al

..

al 4J 0

c, al

m

O c O

k a, c a, -P c cd

Ud k

P al

a al

T U 4.1- En esta t a l a , se presenta -xi& wtre alsnur lhitui6mr tknicas do tres tirar do urntitadwes.

12

. .

I

b

i

I

, l o o

1 I I

I I

i

I

I I I 1 I

I I L

F

i

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I """"- 6

1

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""" J "- " 7'

I" 1- "- ""Y c5z"- "." - J"S """""I"--- - """"""

r " - r "- ""3

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- """"

9" """- J

x 3

1

I t I i I 1 I

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t l- 1 1

I

I

I I

1 1 L

2

3

4

S

6

7

0

9

10

11

12

a/- 0*1

3. W-0. 1

4. W-O.1

s. l*/-o. 1

6.3+19.1

7.W-0.1

8.4+/-0.1

9.3+/9.1

10.2+/-0.1

ll.O+¡-o.l

11 .wo. 1

2.1+i4.1

3. W-0.1

4.2+i4.1

5.2+/-0.1

6.W-0. 1

7.W-0.1

0.W-O. 1

9.W-O. 1

10.0+/-0.1

11 .o+¡+. 1

11.7+/-0.1

Z.W/Q*ll

3.0+/-8,¡1

4.1ii-a. u

3.0+/-0.12

6.3+/-0.12

7.W-0.13

8.2+/-0.13

&?+/-O. 13

9.W-0.13

10.7+/-0.14

1 I .3+/-0.14

13

I t . , Y !

FORMA 3 EVALUACION DE LA EXACTITUD DE^ LOS CONTROLES E INDICAEORES "- ". . __"-._. "" .-.--.-- - -

! .

VENTILADOR SERVO woc l e CONTROL O5 .\. '.

* AJ=nivel a j u s t a d o PR= L e c t u r a d e l p r o b a d o r INsLectu-ra dei i n d i c a d o r

(Marque . con una X si s e encuen-,-' t r a d i s D o n i b l e )

En el control de ?&IIp eMolttry(K pur para niveles Wwians a 10 dl20

el Cor#atair de errol es alto y est4 se va re&iemb coaforu m e n t a

e1 niwl de FEW , de tal m a we en un rryo de 10 - 20 el wm

@rondio es de 4.6Z.b un nivel de ?d28, el error ragirtrdo fm del 27x.

El cocltrol de la MaribiliBd, usfro rrtir WI LOCO druJurtdo ya que

encortrwos una diferencia de 0.8 c11120 en un nivel de -2,lo curl es

sisnificatiw ya qw r e m a & un 40% r'de erfuerto pu el racimtr teadri we

et.ctuar.

de 8.6% o de 0.8 allaa.

presible, anteaces e1 w i m nrl en et w1dA seri:

16

Jt

a ' (D

(3 O z c3 !a

i

O I?

O m

.

!-

I

.

I -

t i

I

3

O (3

g P U

1u

U trll

. ”

FORMA 4. EVALUACIOH-. . DE LOS SISTEMAS DE ALARMA.

SWMIRISTRO DE

IUMIBISTRO DE

t Is E

t BAJA PRESION INSPIRATORIA

t ! I

. , i ELEVADA FRE - CUENCIA RESP.

OTRA I

VENTILADOR S- # d e .CONTROL os

I .

* * Colocar una V s i es v i s u a l una .A si. e s a u d i t i v a una D s i son ambas

* Colocar una X s i e s t á a i s - p o n i b l e

iiA Basa a la infwmcib rqistrda en la lam 3 y la evvrlurib de tor

antroles. a corrtimclim wrbrar6s la contilbili m el control th wkva

corrfrnte d r l vrrtiislaar l r m t t 1280.

Para (##zar. drkros calcular e l wohm le m el circuito 61 +

CCIOR incluida.

mfr (-1

5.7

8.1

10.6

13.7

16.1

19.3

22.5

25.8

29.3

17

17.1

24.3

31.8

41.1

18.3

57.9

67.5

77.4

87.9

m sale miir x .d J "

108.1 12

291.3 33

391.8 22

sa. 1 12

990.3 1 .a

698 o .2x

m. 1 o2

899.4 OX

999.9 OX

. ' .

de CONTROL IN=Lectura del indicador

De lo anterior, vmos que el error drim hams obtenido at ¿e Z.

coa ros~ecto a l a r otros controlor te-:

E l wntillQa B U R 6100 -two constaate el wiafstro pua volurms corricm-

ter baios, wro -fro t m r un capacidad voatilateria ds rcrkcida. &ais do

Presento el incmvrrrimte de carecer de dispositivos aw detocten los w1-r

reales de gas 9w sen minirtrrdos al paciente. ya WI sus indicadmes nuertrm

valores calculrdor en base a los valoror de les otros p u k t r o s fijados wr el

uwario dificultmdolr estlbleur con uyw precisi6n el P r t m do respiruibn,

Dificultadesele tabiba, la corrocci6a rwrmtiva dol volurrr capresiblr (@ma

una explicación breva del voluaa carer ible . ver el wadice).

FORMA 2. EVALUACION DE L A C A P A C I D A D PARA MANTENER UN VOLUMEIV DADO - . .

C=50, R=5 C=20, Re20 C-20, R-5 C=5O, R=20

I" VOLUMEN CORRIENTE F

505 8 + 538 $2 492 T. 4 496 6

. .. . . -S5QQnl m-. - . , - 1 , -.-

F'RECUENCIA 1 ( 20 RPM

-I._.. . .- - " , 1998 I &9,8 , &99,'8 . - .

Mantener f i Ja l a relacidn I:E= 1 :2

VENTILADOR PmA&-.- 721113

# de CONTROL

,/'

FORMA 4. EVALUACION DE LOS SISTEMAS DE ALARMA.

BAJA PRESION

VENTILADOR - 7200 # de CONTROL

** Colocar una V s i e s v i s u a l una A s i es a u d i t i v a una D s i son ambas

* Colocar una X s i e s t á d i s - p o n i b l e

L-

C

r

i

t '

C

i

h) O

N O

N O

P o\ O

* I a P N

i

I. "L -

w1mo s.

c \

4 I

19

- al utilizar un hwidificadw en e! circuito d e l pacieatt, asegures4 de que

wedl dentro de lor circuitos inwirrtwio y ewirrterio del c l s t a de

conform Ir m s i h dentro del circuito menta, las wyurrrs del sirteea se

21

22