Estudio piloto del efecto fisiológico de la cánula nasal de alto flujo sobre el patrón respiratorio y el trabajo respiratorio

Se ha demostrado que HFNC tiene muchas ventajas en el tratamiento de pacientes con hipoxemia aguda, mejorando su resultado clínico. El mecanismo exacto que subyace a este efecto beneficioso aún no se comprende por completo. Pocos estudios han analizado el efecto de la CNAF sobre el patrón ventilatorio y el trabajo respiratorio. La mayoría de estos estudios se han centrado en los efectos en voluntarios sanos. Solo un estudio de Braunlich et al. estudió los efectos de HFNC en pacientes con EPOC y enfermedad pulmonar intersticial (EPI), y demostró que el oxígeno nasal de alto flujo reduce la frecuencia respiratoria y aumenta el volumen corriente en estos pacientes.

En adultos, un rango de flujo bajo de 5 a 10 L/min es comparable al flujo recibido por los dispositivos de oxígeno estándar (cánula nasal o máscara facial). Los pacientes con enfermedades pulmonares subyacentes, como en nuestra población de estudio, tienen un mayor rango de demandas de flujo inspiratorio (de 30 a 120 L/min durante un episodio de insuficiencia respiratoria aguda) en comparación con los sujetos sanos.

Esperamos observar cambios fisiológicos en nuestros resultados con la configuración Optiflow ™ propuesta de un flujo terapéutico mínimo de 30 l/min, intermedio de 45 l/min y el caudal máximo de 60 l/min. Existe una amplia experiencia clínica en el uso de caudales elevados en estos rangos y, en general, se toleran muy bien. Como se mencionó anteriormente, HFNC genera una presión espiratoria final positiva (PEEP) comparable al rango de CPAP de 4 - 8 cmH2O (la PEEP mínima y máxima generada por HFNC).

Los estudios futuros, basados ​​en este estudio piloto, diferirán de los anteriores de las siguientes maneras:

1. Estamos probando una tecnología diferente. El Optiflow ofrece tasas de flujo sustancialmente más altas que en el estudio anterior de Braunlich13. Ese estudio utilizó una tasa de flujo única de 24 L/min mientras que estamos examinando un rango de flujos que se extiende considerablemente más alto (30 a 60 L/min). Estamos interesados ​​en determinar cómo se comparan los efectos de caudales más altos con los del rango utilizado en el estudio de Braunlich, pero no podemos comparar los dispositivos directamente porque el último dispositivo no está disponible en los EE. UU. Es importante entender si existe alguna ventaja de eficacia al usar los índices de flujo más altos disponibles con Optiflow.

2. Los estudios futuros tendrán como objetivo comprender los mecanismos del efecto del oxígeno nasal de alto flujo.

   1. ¿Los efectos que anticipamos ver están relacionados con los cambios en el esfuerzo de los músculos inspiratorios determinados por la medición de la presión transdiafragmática y el cálculo del producto de la presión por el tiempo del diafragma?
   2. ¿O el lavado del espacio muerto en la nasofaringe mejora la eficiencia ventilatoria para que el intercambio de gases pueda permanecer estable o incluso mejorar (según lo determinado por las mediciones del volumen minuto y la PCO2 transcutánea (PtcCO2)? Esto tiene implicaciones para el uso de HFNC para tratar pacientes con exacerbaciones de EPOC que están desarrollando fatiga de los músculos respiratorios.

1) Nuestro enfoque estará en los pacientes con EPOC para quienes el uso de HFNC no se ha estudiado mucho hasta la fecha. La mayoría de los estudios se han centrado en pacientes con insuficiencia respiratoria hipoxémica. Es importante entender cómo la HFNC afecta el patrón de respiración y el intercambio de gases en pacientes con EPOC porque informes anteriores sugieren que las concentraciones excesivas de oxígeno administradas a pacientes con EPOC que retienen CO2 pueden empeorar la retención de CO2 al disminuir el impulso respiratorio. La reducción en la frecuencia respiratoria y el volumen por minuto observado por Braunlich et al podría representar un efecto de atenuación del O2 en el impulso de respirar y podría promover una mayor retención de CO2. Al monitorear PCO2, algo que el estudio de Braunlich no hizo, podemos evaluar esta posibilidad.

2) Deseamos evaluar el efecto de CPAP en los mismos índices respiratorios que con HFNC en nuestros pacientes con EPOC. Planeamos usar la respuesta de CPAP como un "control positivo", para determinar si nuestra población responde como se describe en los estudios de CPAP en la literatura. Estudios previos han demostrado que en pacientes con EPOC grave, el uso de CPAP en el rango que proponemos disminuye el trabajo respiratorio diafragmático y deseamos determinar si nuestra población manifiesta un efecto similar.

Por lo tanto, estudios futuros, basados ​​en los datos obtenidos de este estudio piloto, ampliarán el estudio de Braunlich et al al evaluar los efectos de velocidades de flujo más altas usando una tecnología diferente disponible en los EE. UU., determinando los efectos sobre el esfuerzo muscular inspiratorio y monitoreando el intercambio de gases es importante tanto desde el punto de vista mecanicista como desde el punto de vista de la seguridad. Presumimos que las tasas de flujo más altas tendrán un mayor efecto de atenuación en el patrón de respiración que una tasa de flujo baja y que habrá una mejora en la eficiencia del ventilador que se asociará con una disminución del trabajo de respiración del diafragma.