Effetti fisiologici di una nuova interfaccia sulla ventilazione polmonare e sulla distribuzione del gas

Circa il 30% dei pazienti ricoverati in Terapia Intensiva (ICU) è affetto da insufficienza respiratoria acuta ipossiemica (hARF). Il trattamento di supporto primario nei pazienti ipossiemici è l'ossigenoterapia, che viene comunemente erogata attraverso cannule nasali o maschere. Recentemente sono stati resi disponibili nuovi dispositivi in ​​grado di erogare gas ad alto flusso attraverso una cannula nasale (HFNC). HFNC eroga gas riscaldato e umidificato fino a 60 L/min, con una frazione di ossigeno inspirato (FiO2) compresa tra 0,21 e 1, tramite un'ampia punta nasale morbida. Il riscaldamento e l'umidificazione del gas inspirato prevengono gli effetti negativi dei gas secchi freddi sull'epitelio delle vie aeree e facilitano l'espettorazione. L'HFNC lava anche l'anidride carbonica espirata (CO2) dallo spazio morto faringeo. L'HFNC si è dimostrato un mezzo efficace per somministrare l'ossigenoterapia in molte condizioni cliniche.

Nel soggetto sano durante la respirazione spontanea non assistita, la pressione faringea di fine espirazione è di circa 0,3 e 0,8 cmH2O, rispettivamente a bocca aperta e chiusa. Rispetto alla respirazione spontanea non assistita, l'HFNC genera una maggiore pressione faringea durante l'espirazione, mentre nel corso dell'inspirazione scende a zero, il che limita l'efficacia dell'HFNC nei pazienti con edema polmonare e/o collasso. Reclutando regioni atelettasiche polmonari, riducendo la commistione venosa e diminuendo lo sforzo inspiratorio, la pressione positiva continua delle vie aeree (CPAP) è probabilmente più efficace in questi casi. Rispetto alla ventilazione non invasiva mediante l'applicazione di un supporto della pressione inspiratoria, la CPAP offre numerosi vantaggi, tra cui la facilità d'uso e la mancanza di asincronia paziente-ventilatore.

CPAP può essere applicato tramite maschera o casco. Quest'ultima è meglio tollerata rispetto alle maschere facciali e consente un'applicazione CPAP continua più prolungata. Quando si applica CPAP tramite casco, tuttavia, il riscaldamento e l'umidificazione del gas inalato è problematico a causa della condensazione dell'acqua all'interno dell'interfaccia, il cosiddetto "effetto nebbia". Inoltre, nei pazienti che ricevono CPAP tramite casco si verifica una certa ri-respirazione.

Per superare queste limitazioni e combinare gli effetti benefici di HFNC e CPAP, i ricercatori hanno progettato un nuovo dispositivo che combina HFNC e casco CPAP.

Recentemente, è stato trovato che questa combinazione è in grado di fornire una CPAP stabile e un'efficace rimozione della CO2 dalle vie aeree superiori con trascurabile rirespirazione della CO2. Tuttavia, a causa della complessa interazione tra CPAP e HFNC, la quantità di pressione realmente applicata alle vie aeree, la funzione del diaframma e la temperatura all'interno del casco potrebbero essere influenzate in una certa misura. In 14 volontari sani adulti, abbiamo scoperto che l'aggiunta di HFNC a CPAP (come indicato a CPAP), 1) non ha alterato in modo significativo né la pressione preimpostata delle vie aeree durante l'inspirazione né la temperatura all'interno del casco; 2) aumento della pressione espiratoria delle vie aeree proporzionale al flusso somministrato dall'HFNC, ma in misura inferiore rispetto al solo HFNC (riferito alla respirazione spontanea); 3) ha determinato solo lievi modificazioni del drive respiratorio (valutato tramite ecografia diaframmatica), rispetto alla sola CPAP, 4) non ha provocato "effetto nebbia" all'interno del casco e 5) non ha peggiorato il comfort. Abbiamo quindi suggerito che l'aggiunta di aria umidificata riscaldata attraverso la cannula nasale a un flusso di 30 L/min durante la CPAP sarebbe probabilmente l'impostazione migliore da applicare nei pazienti con insufficienza respiratoria acuta ipossiemica.

La tomografia ad impedenza elettrica (EIT) è un dispositivo di monitoraggio al posto letto non invasivo volto a valutare l'aerazione e la ventilazione polmonare. È stato dimostrato che i dispositivi HFNC e CPAP modificano l'aerazione e la ventilazione polmonare nei pazienti con hARF. Tuttavia, non si sa nulla dell'effetto della combinazione di HFNC+CPAP sulla ventilazione polmonare nei pazienti con hARF. I ricercatori hanno quindi progettato questo studio incrociato randomizzato fisiologico pilota per studiare gli effetti di HFNC + CPAP sull'aerazione polmonare e sulla distribuzione della ventilazione, sullo scambio di gas e sul comfort del paziente.