Cannula nasale ad alto flusso rispetto alla cannula nasale convenzionale durante la procedura di ecografia endobronchiale

Introduzione

1. EBUS - broncoscopia Dal punto di vista fisiologico la broncoscopia è l'introduzione di un corpo estraneo nelle vie aeree. I meccanismi di risposta comprendono laringospasmo, broncospasmo, tosse, aumento della secrezione di muco bronchiale e ridotta profondità della respirazione. La risposta simpatica con aumento della frequenza cardiaca e della pressione sanguigna è comune anche prima della procedura, mentre il paziente viene preparato sul lettino. Il broncoscopio occupa dal 10 al 15% dell'area della sezione trasversale delle principali vie aeree e aumenta la resistenza al flusso d'aria. L'aspirazione applicata durante la procedura provoca un furto d'aria attraverso il canale operativo del broncoscopio che riduce i volumi inspiratori ed espiratori finali portando al dereclutamento alveolare con conseguente aumento dello shunt intrapolmonare.

   La broncoscopia EBUS è associata a tempi di procedura prolungati, maggiore contatto con le vie aeree, uno strumento più spesso e punture multiple di aghi attraverso la parete tracheale e/o bronchiale. Tutti questi fattori causano ulteriore stress al paziente e richiedono un’ulteriore anestesia locale e un livello di sedazione più profondo.

2. Sedazione Sebbene l'anestesia topica delle vie aeree superiori, delle corde vocali, della trachea e dei bronchi consenta una procedura broncoscopica tollerabile, un livello moderato di sedazione durante la broncoscopia è attualmente il gold standard. L'uso della sedazione facilita il passaggio attraverso le corde vocali, inibisce i riflessi protettivi delle vie aeree e aumenta la sicurezza del paziente (2,3). In combinazione con le risposte fisiologiche alla broncoscopia che aumentano la richiesta di ossigeno, i sedativi utilizzati durante la broncoscopia riducono il drive respiratorio e compromettono ulteriormente i pazienti, soprattutto quelli con malattie croniche. Quando si verifica, l'ipossiemia può indurre aritmie periprocedurali e ischemia, pertanto dovrebbe essere generalmente evitata e, se riscontrata, deve essere rapidamente reintegrata (4). Durante la maggior parte delle procedure broncoscopiche è quindi necessaria una strategia di ossigenazione con un'appropriata integrazione di ossigeno.

3. Integrazione di ossigeno Il metodo più utilizzato per l'integrazione di ossigeno durante la broncoscopia flessibile è l'ossigeno a basso flusso, fino a 6 litri al minuto, applicato attraverso un catetere nasale. La frazione di ossigeno inspirata (FiO2) può raggiungere il 45% ma non può essere prevista in modo affidabile e potrebbe non essere sufficiente in tutti i casi.

   La cannula nasale ad alto flusso (HFNC), un dispositivo introdotto per la prima volta nell'assistenza neonatale e pediatrica, è attualmente utilizzata in un'ampia gamma di indicazioni nella medicina respiratoria e in terapia intensiva degli adulti (5-7). Si tratta di un metodo relativamente nuovo in broncoscopia con diversi notevoli vantaggi teorici rispetto all'ossigeno a basso flusso tramite cannula nasale convenzionale (CNC):

   • Il flusso elevato fino a 60 litri al minuto garantisce una FiO2 più stabile e si adatta meglio all'aumento del flusso inspiratorio del paziente
   • Il flusso elevato genera una piccola pressione espiratoria positiva nelle vie aeree (fino a 5 cm H2O) che potrebbe stabilizzare le vie aeree superiori durante la sedazione e avere un effetto benefico sulle vie aeree inferiori
   • Il flusso elevato riduce lo spazio morto nelle vie aeree superiori e aumenta la ventilazione alveolare.

   CPAP e NIV possono fornire effetti benefici simili, ma il loro utilizzo è impegnativo perché richiedono una maschera facciale aderente che limiti l’uso di un broncoscopio, l’aspirazione delle secrezioni dalle vie aeree superiori, dalla faringe o dalla cavità orale e l’espettorazione dell’espettorato.

4. Precedenti studi su HFNC

   Una recente meta-analisi che comprendeva sei studi randomizzati controllati ha rilevato che i pazienti sottoposti a broncoscopia con l'uso di HFNC hanno manifestato meno eventi ipossiemici e desaturazioni, hanno avuto meno interruzioni procedurali e pneumotorace rispetto ai pazienti trattati con CNC (10). I tre studi che hanno valutato l'HFNC durante l'EBUS hanno tutti dimostrato che l'HFNC è più efficace del CNC durante la procedura e che l'HFNC può essere considerato un'alternativa al CNC. Tuttavia, gli studi presentavano diverse limitazioni importanti, come un basso numero di pazienti inclusi con un controllo storico (Takakuwa O et al), una grande differenza nella FiO2 tra i gruppi di studio (2 L/min nel CNC vs. 100% FiO2 e 70 L/min nel CNC portata minima nel gruppo HFNC) (Irfan et al) e mancanza di valutazione dei livelli di CO2 durante la procedura (Ulcar et al). Tuttavia, le conclusioni suggeriscono che l'HFNC è sufficientemente sicuro e fornisce un'adeguata ossigenazione per la maggior parte degli esami broncoscopici, incluso l'EBUS (8,9).

5. Domande di studio

La nostra ipotesi è che l'HFNC fornisca un migliore controllo sull'ipossiemia durante la procedura EBUS-TBNA rispetto al CNC. L'outcome primario dello studio è quindi la percentuale di pazienti con ipossiemia controllata con successo durante TBNA EBUS in ciascun braccio. Gli esiti secondari sono l'incidenza di complicanze in ciascun braccio (numero di eventi ipossiemici, saturazione media di ossigeno più bassa durante la procedura, saturazione media, calo della saturazione, frequenza cardiaca, pressione sanguigna, incidenza di aritmia), numero di pazienti che hanno manifestato complicanze lievi, moderate o ipossiemia grave, numero di pazienti che hanno richiesto l'escalation del supporto e quale supporto è efficace, quali sono i fattori di rischio per la desaturazione.

Metodi

1. Disegno dello studio e popolazione in studio

   Lo studio è concepito come uno studio prospettico controllato randomizzato multicentrico. Lo studio arruolerà pazienti che necessitano della procedura EBUS -TBNA con campionamento dei linfonodi mediastinici per la diagnosi e/o la stadiazione.

   I pazienti verranno reclutati da quattro ospedali universitari in Slovenia, Croazia, Portogallo e Grecia.

   Lo studio è stato approvato dal Comitato nazionale di etica medica della Repubblica di Slovenia e registrato come 0120-294/2023/3.

2. Reclutamento, consenso e randomizzazione

   Il coordinatore della broncoscopia esaminerà i pazienti programmati e informerà il ricercatore dello studio sui pazienti idonei. Lo sperimentatore spiegherà lo studio ai pazienti idonei e otterrà consensi informati. I criteri di inclusione ed esclusione verranno controllati il ​​giorno dell'esame sulla base dei dati ottenuti di routine prima della procedura, compresi i dati di laboratorio.

   I pazienti verranno randomizzati nella suite di broncoscopia in base al gruppo di assegnazione scritto in buste numerate sequenzialmente, sigillate e opache. Le buste saranno preparate da uno statistico indipendente sulla base della randomizzazione in blocchi con una dimensione del blocco pari a 4.

3. Broncoscopia e sedazione

   L'anestesia topica con lidocaina verrà fornita di routine prima dell'inserimento del broncoscopio. I pazienti verranno sedati dall'anestesista al letto del paziente con una combinazione di midazolam, fentanil e propofol. La profondità della sedazione sarà valutata utilizzando la scala di valutazione dell'attenzione/sedazione modificata dall'osservatore (MOAA/S). Il livello di sedazione sarà mantenuto tra 1 e 2 durante tutta la procedura. I pazienti verranno monitorati dal monitor BIS per ulteriori analisi e confronti.

   Il gruppo standard di pazienti riceverà ossigeno attraverso una cannula nasale a doppia punta con un flusso di ossigeno impostato su 6 litri al minuto, che corrisponde a FiO2 al 45%. Il gruppo HFNC riceverà una miscela di ossigeno e aria con FiO2 al 45% con un flusso iniziale di 60 litri al minuto preriscaldato a 37 gradi Celsius. La cannula nasale verrà scelta in base alle dimensioni del viso del paziente. Prima della procedura, i pazienti di entrambi i gruppi verranno testati con HFNC con un flusso di 60 l/min se sono in grado di tollerarlo.

   Il broncoscopio EBUS verrà inserito attraverso il morso orale da un broncoscopista esperto e l'intera procedura sarà condotta secondo le raccomandazioni ERS. Dopo la valutazione sistematica dei linfonodi mediastinici e ilari, i TBNA EBUS verranno eseguiti secondo il piano procedurale individuale.

   I pazienti saranno monitorati mediante pulsossimetria continua, misurazioni periodiche della pressione arteriosa, ECG e BIS.

4. Protocollo di escalation dell'ipossiemia, complicanze e criteri di interruzione

L'ossigeno verrà erogato al paziente in base al gruppo di allocazione (6 l/min O2 CNC o 45% FiO2 60 l/min HFNC). Se si verifica una desaturazione, definita come SpO2<90% per più di 10 secondi, i pazienti verranno avvicinati secondo il protocollo di escalation (Figura 1):

1. manovra di spinta della mascella
2. i pazienti nel gruppo CNC verranno passati a 45% FiO2 60 l/min HFNC
3. i pazienti con 45% FiO2 60 l/min HFNC passeranno a 100% FiO2

4. i pazienti con fallimento HFNC verranno trasferiti al supporto respiratorio avanzato (ventilazione con palloncino, maschera laringea, intubazione, inversione della sedazione)

   Nel caso di ipossiemia moderata ci sarà la sospensione temporanea della broncoscopia ma nel caso di ipossiemia grave si valuterà la conclusione della procedura se non si riscontra un miglioramento immediato dopo l'escalation del supporto ventilatorio.

   La procedura verrà interrotta anche nel caso di altri eventi avversi gravi come instabilità emodinamica, ischemia miocardica o pneumotorace. L'attrezzatura per la rianimazione sarà preparata su un carrello medico dedicato all'interno della sala broncoscopia. Qualsiasi paziente con eventi avversi sarà monitorato fino al completo recupero (punteggio Alderete 9 o più).

   Le complicazioni rilevanti per le decisioni e i risultati dello studio sono definite come (1):

   • Desaturazione <90% per più di 10 s
   • Desaturazione moderata 75%<= SpO2 <90% meno di 60 s
   • Desaturazione grave <75% o 75%<= SpO2 <90% oltre i 60 anni
   • Tachicardia >100 o +25%
   • Bradicardia <50 o -25%
   • Ipertensione +25%
   • Ipotensione <90 mmHg o -25%

5. Raccolta dati

   Prima della procedura verranno raccolti i dati demografici dei pazienti (età, sesso, altezza, peso, BMI, punteggio STOP-BANG, punteggio ASA) e risultati di laboratorio (test di funzionalità polmonare) rilevanti per lo studio. Durante e dopo la procedura verrà effettuato il monitoraggio continuo (SpO2, frequenza cardiaca, ECG) o periodico (pressione arteriosa) dei segni vitali e della profondità della sedazione (BIS, MOAA/S). Il punto di inizio della procedura T0 è definito come il tempo immediatamente precedente alla somministrazione dei sedativi al paziente. T1 è il momento in cui viene inserito il broncoscopio e Tend è la fine della procedura, quando il broncoscopio viene ritirato. Il sangue venoso per l'analisi della pCO2 verrà prelevato al T0 (sul lettino procedurale prima della sedazione) e al Tend (ritiro del broncoscopio).

   Verranno registrati i tempi e la durata della desaturazione, la SpO2 più bassa e tutti gli aumenti del trattamento, nonché altre possibili complicanze.

6. Dimensione del campione

   Il protocollo è progettato per mostrare una superiorità di HFNC rispetto a CNC. Secondo i dati estratti dalla meta-analisi recentemente pubblicata, ci aspettiamo un tasso di desaturazione del 12% nel gruppo HFNC e un tasso di desaturazione del 34% nel gruppo CNC. La dimensione del campione dovrebbe essere 112 con un livello di confidenza (alfa) del 95%, potenza (1-beta) dell'80%. Con un abbandono previsto del 25% il numero finale dei partecipanti inclusi è fissato a 150. Per il calcolo della dimensione del campione è stata utilizzata un'applicazione basata sul Web (https://clincalc.com/stats/samplesize.aspx).

7. Analisi statistica

   I dati verranno raccolti in formulari di case report (CRF) appositamente progettati e analizzati da GraphPad Prism 9.5. software (Boston, MA). Le variabili categoriali saranno presentate come percentuali e analizzate mediante test del chi quadrato. Le variabili numeriche saranno presentate come media e deviazione standard o mediana e intervalli. La distribuzione sarà testata mediante il test di Kolmogorov - Smirnov e ulteriori analisi eseguite mediante il test t o il test di Mann Whitney a seconda della normalità della distribuzione. Il valore p bilaterale sarà considerato statisticamente significativo se < 0,05.

8. Coinvolgimento dei pazienti e del pubblico

I pazienti e il pubblico non sono stati coinvolti nel disegno dello studio.

Riferimenti:

1. Mason KP, Green SM, Piacevoli Q; Task Force internazionale sulla sedazione. Strumento di segnalazione degli eventi avversi per standardizzare la segnalazione e il monitoraggio degli eventi avversi durante la sedazione procedurale: un documento di consenso della World SIVA International Sedation Task Force. Fr. J Anaesth. 2012 gennaio;108(1):13-20. doi: 10.1093/bja/aer407. PMID: 22157446.
2. Sazak H, Tunç M, Alagöz A, Pehlivanoğ Lu P, Demirci NY, Alıcı İO, et al. Valutazione dei dati perianestesici in soggetti sottoposti ad agoaspirazione transbronchiale ecoguidata endobronchiale. Cura della respirazione. 2015;60(4):567-76.
3. Douglas N, Ng I, Nazeem F, Lee K, Mezzavia P, Krieser R, et al. Uno studio randomizzato e controllato che confronta l'ossigeno nasale ad alto flusso con la gestione standard della sedazione cosciente durante la broncoscopia. Anestesia. 2018;73(2):169-76.
4. Du Rand IA, Blaikley J, Booton R, Chaudhuri N, Gupta V, Khalid S, et al. Linee guida della British Thoracic Society per la broncoscopia diagnostica flessibile negli adulti: accreditate dal NICE. Torace. 2013 agosto;68 Suppl 1:i1-44.
5. Sreenan C, Lemke RP, Hudson-Mason A, Osiovich H. Cannule nasali ad alto flusso nella gestione dell'apnea della prematurità: un confronto con la pressione positiva continua nasale convenzionale delle vie aeree. Pediatria [Internet]. 2001 maggio 1;107(5):1081-3. Disponibile da: https://doi.org/10.1542/peds.107.5.1081
6. Roca O, Riera J, Torres F, Masclans JR. Terapia con ossigeno ad alti flussi nell'insufficienza respiratoria acuta. Respirare Care [Internet]. 2010 aprile 1;55(4):408 LP - 413. Disponibile da: http://rc.rcjournal.com/content/55/4/408.abstract
7. Nishimura M. Dispositivi per ossigenoterapia con cannula nasale ad alto flusso. Respirare Care [Internet]. 2019 giugno 1;64(6):735 LP - 742. Disponibile da: http://rc.rcjournal.com/content/64/6/735.abstract
8. Takakuwa O, Oguri T, Asano T, Fukuda S, Kanemitsu Y, Uemura T, et al. Prevenzione dell'ipossiemia durante l'aspirazione con ago transbronchiale ecoguidato endobronchiale: utilità della cannula nasale ad alto flusso. Indagine sulla respirazione 2018;56(5):418-23.
9. Irfan M, Ahmed M, Breen D. Valutazione dell'ossigenazione della cannula nasale ad alto flusso nella broncoscopia ad ultrasuoni endobronchiale: uno studio controllato randomizzato. J Bronchol Interv Pulmonol. 2021;28(2):130-7.
10. Su C-L, Chiang L-L, Tam K-W, Chen T-T, Hu M-C (2021) Cannula nasale ad alto flusso per ridurre gli eventi ipossiemici in pazienti sottoposti a broncoscopia: una revisione sistematica e una meta-analisi di studi randomizzati. PLoS UNO 16(12): e0260716. https://doi.org/10.1371/journal. pone.0260716