Lo scopo del supporto respiratorio è quello di mantenere una adeguata ventilazione alveolare (per espellere l’anidride carbonica prodotta dal corpo) e un’altrettanto efficiente ossigenazione. Ad oggi, per garantire una adeguata ventilazione alveolare, la ventilazione minima viene manipolata durante il supporto invasivo o non invasivo. Per i pazienti con esacerbazione di BPCO, la ventilazione non invasiva (VNI) è diventata la modalità primaria preferita per il supporto respiratorio, perché aumenta il volume corrente (Tidal Volume) e mantiene una adeguata ventilazione alveolare. A causa della scarsa tolleranza del paziente alla maschera (come vedremo nei capitoli successivi dedicati alla VNI), tuttavia, alcune volte la VNI é inapplicabile. La diffusione della cannula nasale ad alto flusso d’ossigeno (chiamato anche Optiflow) sta guadagnando attenzione come mezzo alternativo di supporto respiratorio per i pazienti critici. In questo capitolo andremo brevemente a vedere il funzionamento e le applicazioni cliniche dell’Optiflow alle condizioni patologiche più comunemente riscontrabili in ICU.
L'apparecchio comprende un miscelatore aria/ossigeno, un umidificatore attivo riscaldato, un circuito singolo riscaldato ed infine una cannula nasale; al miscelatore aria/ossigeno viene impostata la frazione inspiratoria dell'ossigeno, che può oscillare da 0.21 a 1.0 in un flusso d’aria fino a 60 L/min. Il gas viene riscaldato e umidificato tramite umidificatore attivo e consegnato al paziente attraverso il circuito riscaldato. Un'altra grande differenza tra la VNI e l’Optiflow è l'interfaccia: mentre le interfacce per la VNI aumentano lo spazio morto anatomico, quelle per l’Optiflow riducono effettivamente lo spazio morto. Ovviamente, dato che in un circuito aperto (quale é l’Optiflow) nessuna spinta inspiratoria é efficace, il device non può migliorare attivamente il Volume Corrente; va comunque ricordato che per i pazienti con BPCO, l’Optiflow può aiutare eventualmente riducendo lo spazio morto anatomico e solo secondariamente migliorando la ventilazione alveolare.
La somministrazione di ossigeno supplementare è stata la prima linea di terapia per i pazienti ipossiemici: l’ossigeno viene generalmente fornito tramite maschere e cannule nasali; molti inconvenienti sono associati a questi dispositivi, che possono limitare l'efficacia e la tolleranza della somministrazione di ossigeno. Di solito l'ossigeno non è umidificato a basso flusso, e le lamentele da parte dei pazienti sono soprattutto la secchezza delle mucose ed il dolore nasale (provocato da fissazioni della mucosa). Gli umidificatori a bolle sono comunemente utilizzati per umidificare l'aria fornita ai pazienti con respirazione spontanea, ma quando l'umidità assoluta è bassa, i pazienti lamentano ancora il disagio. Purtroppo, per il solo ossigeno, il riscaldamento e l'umidificazione insufficienti conducono alla scarsa tolleranza della terapia; inoltre convenzionalmente I flussi di ossigeno sono limitati a non oltre 15 L/min mentre il flusso inspiratorio dei pazienti con insufficienza respiratoria varia notevolmente attorno a 30-100 L/min. La differenza tra il flusso inspiratorio del paziente e il flusso d’ossigeno è elevata e di conseguenza la FIO2 è inconstante spesso inferiore al previsto. Per questi motivi negli ultimi anni sono stati sviluppati differenti studi clinici per validare l’uso dell’Optiflow nella pratica clinica di pazienti adulti (dato che in ambito pediatrico la tecnica era già ampiamente utilizzata da tempo).
EFFETTI FISIOLOGICI:
Il gas somministrate proviene da un miscelatore aria/ossigeno che può generare un flusso totale fino a 60 L/min; tale flusso viene riscaldato ed umidificato mediante un umidificatore attivo e successivamente consegnato attraverso un circuito riscaldato. L'alto flusso di gas adeguatamente riscaldato e umidificato si pensa sia responsabile di diversi effetti fisiologici:
- gli alti flusso permettono un “lavaggio” di anidride carbonica nello spazio morto anatomico.
- sebbene erogato attraverso un sistema aperto, gli alti flussi superano la resistenza contro il flusso espiratorio e creano una pressione positiva naso-faringea, fungendo da PEEP.
- la differenza tra il flusso inspiratorio dei pazienti e il flusso d’ossigeno consegnato è piccolo e la FIO2 rimane relativamente costante.
- poiché il gas è generalmente riscaldato a 37°C e completamente umidificato, le funzioni mucociliari rimangono buone e il paziente non lamenta alcun disagio.
1. LAVAGGIO DELLO SPAZIO MORTO ANATOMICO:
Alcuni gruppi hanno valutato la sincronia toraco-abdominale con la pletismografia delle induttanze respiratorie, scoprendo che la sincronia toraco-abdominale appare migliore con l’Optiflow che con la maschera facciale della VNI. La frequenza respiratoria appare più bassa con Optiflow, mentre la pCO2 ed il volume corrente (calcolati dalla gabbia toracica e dalle misurazioni addominali) rimangono costanti. Poiché il volume corrente è costante e la frequenza respiratoria è ridotta, la ventilazione minima appare più bassa; é anche probabile che la ventilazione alveolare, insieme alla pCO2, sia costante. Questa prova suggerisce che ci sia meno spazio morto. Tali risultati (riscontrati anche a livello animale ed in diversi studi) suggeriscono un lavaggio efficace di anidride carbonica tramite Optiflow: lasciando che l'ossigeno possa completamente soffiare nella cavità nasale durante l'espirazione, la respirazione con la bocca aperta può consentire un abbassamento più efficace di CO2 e fornire un serbatoio anatomico più ampio.
2. EFFETTO PEEP:
Anche se l’Optiflow è un sistema aperto, un elevato flusso nela cannula nasale prevale contro una certa resistenza del flusso espiratorio, aumentando la pressione delle vie aeree. In uno studio in vitro con e senza una valvola di limitazione della pressione per limitare la pressione delle vie aeree, un modello di neonato con Optiflow ha mostrato che la pressione delle vie aeree aumentava aumentandone il flusso. Risultati in vivo dello stesso studio osservazionale indicano che, quando c'è fuga di gas, la pressione esofagea espiratoria non aumenta mai oltre 3 cmH2O. Con la bocca chiusa, la pressione faringea aumenta significativamente così come il flusso d’aria erogato. La tomografia elettrica polmonare ad impedenza ha scoperto che il volume polmonare di fine espirazione era decisamente maggiore con Optiflow che con la terapia a ossigeno a basso flusso. Inoltre, l'effetto era più pronunciato nei pazienti con BMI più elevati ed anche in questi casi, la pressione media delle vie aeree con la bocca chiusa si mostrava aumentare in maniera lineare con la crescente pressione del flusso di gas erogato.
3. FRAZIONE INSPIRATORIA D’OSSIGENO:
La FIO2 effettiva non è stabile con la distribuzione di ossigeno a basso flusso e generalmente appare molto inferiore a quello previsto dall'algoritmo dell'apparecchiatura. A 1-6 L/min, la FIO2 variava da 0.26 a 0.54 durante la respirazione a riposo e da 0.24 a 0.45 durante la respirazione rapida. Con l’uso dell’Optiflow invece, specialmente con l’alto flusso, la FIO2 effettiva era vicino alla FIO2 calcolata (prevista).
4. UMIDIFICAZIONE:
Nelle situazioni cliniche, ci sono situazioni in cui l'umidità dell'aria viene ridotta, ad esempio quando un gas come l'ossigeno viene consegnato da una sorgente di flusso artificiale o quando un tubo endotracheale o tracheostomico bypassa la via aerea superiore, dove la maggior parte dell'umidificazione si verifica naturalmente. Alcuni gruppi hanno dimostrato che fino a 5 minuti di gas ambiente erogato direttamente nella trachea può causare una significativa diminuzione del rapporto ventilazione/perfusione e peggiorare l’ossigenazione. La VNI fornisce gas medico ad alto flusso; Se questi gas sono inadeguatamente umidificati, la secchezza orale e il disagio del paziente sono inevitabili. Dato invece che l’Optiflow fornisce gas medico fino a 60 L/min, l'umidificazione inadeguata può provocare gli stessi effetti indesiderati della VNI, ma é stato dimostrato che mentre gli umidificatori a bolle forniscono scarsi livelli di umidità e sono associati a disagio significativo, un umidificatore riscaldato è associato con una diminuzione della secchezza della mucosa. Le evidenze cliniche suggeriscono che l’Optiflow può essere considerato un sistema di erogazione molto confortevole; la fornitura di umidità essenziale tramite Optiflow può prevenire l'essiccazione della via aerea evitando la risposta infiammatoria causata dall'essiccamento della mucosa.
UTILIZZI CLINICI:
Negli ultimi anni sono notevolmente aumentati gli studi clinici per le applicazioni cliniche nell’uso dell’Optiflow in una serie di pazienti affetti dalle più disparate patologie respiratorie e cardiache; qui ci limiteremo a farne un breve accenno, sapendo che l’Optiflow può essere una buona opzione per ridurre i tassi di utilizzo di VNI e di intubazione.
INSUFFICIENZA RESPIRATORIA GLOBALE:
L'insufficienza respiratoria globale (ipercapnica) è un problema riscontrato spesso in ICU; i pazienti con questa condizione clinica rappresentano una sfida significativa per i servizi di cura respiratoria e per l’area critica, poiché molti pazienti non sono idonei alla ventilazione meccanica e la maggior parte presenta inoltre molteplici comorbidità. Quasi per impostazione predefinita, la VNI è diventata la principale modalità di supporto respiratorio per questi pazienti; a causa della scarsa tolleranza però è inapplicabile ad alcuni pazienti. Alcuni gruppi hanno segnalato l'utilizzo efficace della terapia con ossigeno tramite Optiflow per gestire l'insufficienza respiratoria ipercapnica di un paziente in grado di tollerare la convenzionale VNI. Altri studi hanno valutato l’effetto dell’Optiflow in volontari sani, in pazienti affetti da BPCO ed in pazienti con fibrosi polmonare idiopatica. Rispetto alla respirazione spontanea, il Volume Corrente si é dimotrato aumentato nel gruppo BPCO e fibrosi idiopatica, mentre si é dimostrato diminuito nei volontari sani. La frequenza di respirazione e il volume minuto si sono dimostrati ridotti in tutti i gruppi. Infine, si é anche osservata una maggiore capacità di esercizio con una migliore ossigenazione durante Optiflow rispetto alla respirazione spontanea. Ci sono molte prove pertanto che suggeriscono come l’Optiflow sia un trattamento altamente promettente per la terapia in alcuni tipi di insufficienza respiratoria ipercapnica. Nonostante il device si occupi della somministrazione di ossigeno e di fornire una pressione di fine espirazione (CPAP), abbiamo visto prima come l’effetto di alto flusso (40-60 L/min) si pensa possa avere un effetto di wash-out sulla CO2 dello spazio morto.
INSUFFICIENZA RESPIRATORIA PARZIALE:
Il mantenimento di un'ossigenazione adeguata dipende dalla corretta gestione della FIO2 e della PEEP; l’ossigeno viene generalmente fornito tramite una maschera o una cannula nasale e la distribuzione d’ossigeno è limitata a non oltre 15 L/min. Utilizzando metodi convenzionali, quando ci sono grandi differenze tra flusso inspiratorio del paziente e flusso consegnato, i valori FIO2 sono difficili da controllare e sono solitamente inferiori alle previsioni di calcolo, come abbiamo visto poco prima. L’uso dell’Optiflow, tuttavia, si é dimostrato in grado di fornire elevati flussi d’aria e dei valori effettivi FIO2 vicino alla quota prevista di FIO2.
Per i pazienti con insufficienza respiratoria ipossemica, l'alto flusso attraverso una canna nasale incontra una scarsa resistenza del paziente, aumentando pertanto la pressione nella faringe. Poiché la cannula fa parte di un sistema aperto, la pressione faringea potrebbe non essere abbastanza elevata rispetto alla VNI o alla ventilazione meccanica invasiva; ciononostante, l’Optiflow si é dimostrato essere efficace all’atto clinico per i casi di insufficienza respiratoria ipossiemica da lieve a moderata, per meccanismi non ancora completamente chiariti.
POST-ESTUBAZIONE:
La re-intubazione è un evento associato all'aumento della durata di degenza in ICU e della mortalità in ICU; da alcuni studi sembra che l’uso preventivo di Optiflow riduca la necessità di VNI e la reintubazione. Uno studio del gruppo di Maggiore ha confrontato gli effetti sull'ossigenazione e sui risultati clinici, dimostrando come il rapporto PaO2/FIO2 sia stato superiore con l’uso di Optiflow rispetto all’uso di maschere tipo Venturi. Con l’Optiflow inoltre, meno pazienti richiedevano la VNI e la re-intubazione. Risultati simili sono stati mostrati da altri studi nella chirurgia cardiaca. Attualmente é in corso un trial multicentrico chiamato OPERA che sta valutando se sui pazienti chirurgici si abbiano gli stessi risultati.
OSSIGENAZIONE PRE-INTUBAZIONE:
L'intubazione nell'ICU viene spesso eseguita per i pazienti ipossemici ed instabili ed il gesto é associato a complicanze significative (si veda quanto verrà discusso nel capitolo dedicato all’intubazione, Capitolo 12.6). Prima dell'intubazione tracheale, per aumentare l'ossigenazione, generalmente si utilizza la VNI che permette di somministrare ossigeno al 100% aggiungendo delle pressioni positive. Quando però la maschera viene essere rimossa durante la laringoscopia, il paziente è privo di ossigeno; al contrario, poiché le cannule nasali non interferiscono con la laringoscopia, l’Optiflow potrebbe essere usato per fornire ossigeno durante il periodo apneico dell'intubazione tracheale. Diversi studi sugli animali e sull’uomo sembrano andare nella stessa direzione, mostrando nettamente migliori livelli di ossigenazione nel paziente intubato con Optiflow.
APNEE NOTTURNE:
L'apnea del sonno di tipo istruttivo è attribuita al crollo delle vie aeree superiori associata ad ipossemia intermittente, a disfunzione neurocognitiva e ad un aumento della morbidità cardiovascolare. Il trattamento dell'apnea del sonno include opzioni mediche e chirurgiche. Mentre l’uso di CPAP è il trattamento più efficace, l'aderenza è spesso sub-ottimale e un gran numero di pazienti viene pertanto non trattato. Si é scoperto che l’uso di Optiflow per il trattamento dell’apnea del sonno ostruttivo si dimostra in grado di alleviare l'ostruzione delle vie aeree superiori. Nei pazienti affetti da ictus si é spesso riscontrata una respirazione disordinata; anche se l’uso di un CPAP si è efficace nel trattare il respiro disordinato del sonno in questi pazienti, il device viene spesso abbandonato a causa del disagio del paziente. È stato invece dimostrato che l’uso di Optiflow a basso flusso (18 L/min) sia meglio tollerato, riducendo l'indice apnea-ipopnea e l'indice di desaturazione d'ossigeno, aumentando la percentuale di sonno ad onde lente in maniera significativa, con una migliore qualità del sonno.
SCOMPENSO CARDIACO:
In caso di insufficienza respiratoria su scompenso cardiaco sono usati diversi metodi di ossigenazione; l’uso di Optiflow si é dimostrato un buon mezzo alternativo per migliorare l'ossigenazione. Sono stati studiati e dimostrati gli effetti dell’uso dell’Optiflow nei pazienti con dispnea ed ipossia dopo VNI, successivamente trattati con Optiflow, mostrando un netto miglioramento clinico.
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