Comparação da entrega de oxigênio faríngeo por diferentes máscaras de oxigênio

A oxigenoterapia refere-se à administração de oxigênio em concentrações mais altas do que o ar ambiente. De acordo com as mais recentes Diretrizes de Prática Clínica da Associação Americana de Cuidados Respiratórios, as indicações para oxigênio suplementar incluem hipoxemia, trauma grave, infarto agudo do miocárdio, terapia de curto prazo e recuperação pós-operatória. Embora existam poucas contra-indicações para a oxigenoterapia, existem complicações potenciais, incluindo depressão ventilatória em pacientes hipercárbicos, atelectasia de absorção e toxicidade de oxigênio (particularmente em alguns pacientes que recebem agentes quimioterápicos específicos). No paciente hipoxêmico com respiração espontânea sem tubo endotraqueal, é importante ser capaz de fornecer altas concentrações de oxigênio para evitar a intubação ou ponte para a intubação. Vários dispositivos de fornecimento de oxigênio estão disponíveis com diferentes propriedades que os tornam úteis para diferentes situações.

Sistemas de desempenho variável (fluxo baixo): Os dispositivos de fluxo baixo têm desempenho variável porque as taxas de fluxo fornecidas são menores que a taxa de fluxo inspiratório de pico (PIFR) do paciente e o oxigênio é diluído pelo ar ambiente arrastado ao redor dos dispositivos. PIFR mais alto (por exemplo, desconforto respiratório) resulta em uma diminuição na FiO2 fornecida por meio de um dispositivo de desempenho variável. A reinalação de dióxido de carbono também é possível com máscaras de baixo fluxo em taxas de fluxo de oxigênio mais baixas. Os sistemas de desempenho variável incluem a cânula nasal, máscara simples, máscara de reinalação parcial e máscara de não reinalação.

As cânulas nasais são comumente usadas para pacientes estáveis ​​porque são mais confortáveis, menos irritantes para a pele e menos indutoras de ansiedade do que as máscaras; eles também permitem que o paciente coma, fale e use a espirometria de incentivo. A cânula nasal pode fornecer 24-40% de FiO2 com taxas de fluxo de até 6 L/min. A máscara simples é comumente usada no pós-operatório imediato para oxigênio suplementar. Vários pequenos orifícios em ambos os lados da máscara, bem como a vedação imperfeita, permitem que o ar ambiente seja arrastado e o ar expirado escape da máscara. Máscaras simples podem fornecer 35-50% de FiO2 em taxas de fluxo de 5-10 L/min.1 O uso prolongado de máscaras pode causar irritação na pele e úlceras de pressão. O reinalador parcial consiste em uma máscara simples com uma bolsa reservatório e fornece 40-70% de FiO2 em taxas de fluxo de 6-10 L/min.1 O rebreather parcial não é mais usado em muitos hospitais porque a faixa de fornecimento de oxigênio pode ser englobada pela máscara simples e pelo não-rebreather. A máscara de não reinalação é semelhante à máscara de reinalação parcial, mas inclui válvulas unidirecionais que impedem que o ar exalado retorne à bolsa reservatório. O não reinalador pode fornecer 60-80% de FiO2 a 10-15 L/min.1

Sistemas de desempenho fixo (alto fluxo): Ao fornecer oxigênio a uma taxa de fluxo maior que o PIFR, os sistemas de desempenho fixo possibilitam o fornecimento de uma FiO2 especificada durante todo o ciclo respiratório. Os dois dispositivos comumente usados ​​são a máscara Venturi e o OxyMaskTM. As máscaras Venturi usam o princípio de Bernoulli para fornecer oxigênio em altos fluxos através de uma válvula Venturi que tem uma constrição estreita seguida por uma área mais ampla com respiradouros que aprisionam o ar ambiente. Devido à relativa facilidade de uso e fornecimento consistente de oxigênio, eles são úteis para pacientes com DPOC ou outros com hipoxemia crônica. A máscara Venturi é capaz de fornecer uma FiO2 de 24-50%.1 As máscaras Venturi não serão testadas neste estudo.

O OxyMaskTM é um aparelho relativamente novo que utiliza o difusor Venturi com desenho de máscara aberta de cinco pontas, que permite ao paciente falar e pode causar menos claustrofobia do que as máscaras mais fechadas. O OxyMaskTM é capaz de fornecer 25-80% de FiO2 em taxas de fluxo de 1,5-15 L/min. Uma máscara fechada com vedação perfeita teoricamente poderia fornecer 100% de FiO2. Para os fins deste estudo, um circuito de Jackson Rees será usado para fornecer oxigênio a uma máscara de anestesia. O circuito Jackson Rees (também chamado de circuito Mapleson F) é usado rotineiramente durante o transporte para fornecer oxigênio do tanque de oxigênio para pacientes intubados. Este circuito consiste em tubos conectados a uma bolsa de ventilação manual que pode ser espremida para fornecer fluxo de gás pressurizado ao paciente. A bolsa é equipada com uma válvula limitadora de pressão ajustável, que permite ao provedor controlar a pressão fornecida apertando a bolsa.

Medição da FiO2: Foi estabelecido que a FiO2 obtida com a cânula nasal não difere significativamente se o indivíduo respira pela boca ou pelo nariz. Esta propriedade não foi estabelecida para máscaras. Com uma máscara fechada, a FiO2 alcançada também seria a mesma, independentemente da respiração bucal ou nasal. Com uma máscara aberta, deve-se assumir que a concentração de oxigênio é igual no nariz e na boca para garantir a equivalência da respiração pela boca e pelo nariz. Além disso, estudos anteriores sobre sistemas de fornecimento de oxigênio usaram uma variedade de métodos para medir a FiO2. A partir de uma revisão da literatura sobre os dispositivos de fornecimento de oxigênio discutidos acima, apenas a cânula nasal foi estudada por medição de oxigênio no nível da faringe, enquanto as outras máscaras foram estudadas por medição de oxigênio nos lábios.

Justificativa do estudo: Os estudos sobre OxyMaskTM determinaram a FiO2 com base na amostra de gás dos lábios. No entanto, devido à possibilidade de mistura de gases e/ou respiração nasal com o desenho da máscara aberta, não está claro se o gás coletado nos lábios é o mesmo gás que chega à traquéia, que é o local de maior relevância clínica. O gás inspirado pela traquéia é o que realmente é visto pelos alvéolos e participa da oxigenação do sangue. A mistura de gás pareceria mais provável com um design de máscara aberta, como o OxyMask. Um estudo comparando a FiO2 faríngea entre máscaras demonstraria com mais precisão a FiO2 efetiva do que os dados atualmente disponíveis. Isso, por sua vez, informará melhor os médicos perioperatórios sobre a melhor abordagem para maximizar o fornecimento de oxigênio para nossos pacientes pós-operatórios gravemente enfermos que necessitam de oxigênio suplementar para tratar ou prevenir a hipóxia sistêmica.

Desenho do estudo: Os investigadores medirão a FiO2 em estado estacionário na faringe e nos lábios simultaneamente em cada indivíduo conforme eles passam por cada uma das seguintes condições de fornecimento de oxigênio sequencialmente: 1) ar ambiente; 2) oxigênio de alto fluxo e máscara simples; 3) máscara de oxigênio de alto fluxo e não rebreather; 4) oxigênio de alto fluxo e OxyMask; e 5) máscara de oxigênio e anestesia de alto fluxo com tira de cabeça e circuito de Jackson Rees.

População do estudo: O estudo incluirá até 20 indivíduos. Uma diferença média de FiO2 faríngea de 10% entre qualquer uma das máscaras será considerada clinicamente importante. O desvio padrão esperado da FiO2 dentro do sujeito é de 3,5%. Com um critério de significância de 0,05, 10 indivíduos forneceriam mais de 90% de poder para detectar uma diferença média de 10%.

Ambiente: O estudo será realizado em uma sala de cirurgia totalmente equipada com uma máquina de anestesia que foi aprovada para uso do paciente pelo Controle de Infecções e Engenharia Biomédica. Ele está localizado na área South OR do Kohler Pavilion em OHSU e está equipado com a máquina de anestesia Datex Ohmeda e o Poet Gas Analyzer que serão usados ​​para o estudo. O estudo será realizado após o expediente para evitar qualquer conflito com o atendimento ao paciente cirúrgico. Os sensores de oxigênio serão calibrados antes de cada indivíduo ser testado.

Recrutamento: Os indivíduos serão recrutados no serviço perioperatório da OHSU. Folhetos de propaganda serão distribuídos em cada local de sala de cirurgia.

Consentimento: O processo de consentimento será realizado por indivíduos com proteção apropriada de seres humanos e educação HIPPA, e realizado pessoalmente no campus da OHSU ou por telefone. Os sujeitos podem se retirar do estudo a qualquer momento.

Procedimentos: Cada sujeito participará em um dia de estudo e exigirá uma hora por sujeito. Os indivíduos permanecerão NPO por pelo menos 6 horas antes do período de estudo. As características do sujeito serão registradas. A máquina de anestesia será ligada e o sensor de oxigênio no analisador de gases será calibrado. Os sinais vitais basais (FC, PA, SpO2) serão medidos. O VEF1 e a CVF serão medidos com a máquina de anestesia e um circuito padrão, usando a peça em Y como bocal. Será utilizado o seguinte protocolo para amostragem de gás: Uma linha de amostragem de gás será conectada em uma extremidade ao analisador de gás e na outra extremidade a um cateter de sucção 8 French, que será lubrificado com geleia de lidocaína a 2%. Este cateter nasal será inserido através de uma narina, com a ponta posicionada imediatamente atrás da úvula. A colocação será confirmada visualizando a ponta do cateter usando uma lanterna e fazendo com que o sujeito abra bem a boca e diga: "Ah". Se necessário, será utilizado um abaixador de língua. Se o cateter não puder ser visualizado, ele será inserido em uma profundidade padrão de 9 a 10 cm. O cateter nasal será colado no rosto do sujeito. Uma segunda linha de amostragem de gás será fixada no rosto do sujeito e posicionada de forma que a amostragem ocorra nos lábios do paciente. Após a confirmação da colocação dos dois cateteres de amostragem, o sujeito respirará ar ambiente normalmente por 90 segundos e a FiO2 será medida durante um período de 30 segundos. O sujeito não será instruído se deve usar o nariz ou a boca para respirar, uma vez que os pacientes no hospital normalmente não são instruídos sobre como respirar. Posteriormente, será realizado o teste das diversas máscaras de oxigênio com oxigênio ajustado em alto fluxo (15L/min) através de máscara simples, máscara sem rebreather, OxyMask e máscara de anestesia com headstrap e circuito Jackson Rees. Como o botão de oxigênio auxiliar na máquina de anestesia só vai até 10L/min, uma válvula de oxigênio ajustável de 15L/min será conectada diretamente à linha principal de suprimento de oxigênio na sala de cirurgia. Após a colocação de cada máscara e início do alto fluxo de oxigênio, o indivíduo respirará normalmente por 90 segundos e, em seguida, a FiO2 será medida nos próximos 30 segundos, de maneira semelhante ao controle do ar ambiente. Ao final de cada período experimental, cada sujeito será solicitado a realizar uma única respiração de capacidade vital (começando com a expiração máxima e seguida pela inspiração máxima). Entre o teste de cada máscara, haverá um período de cinco minutos de respiração em ar ambiente como um período de washout e para confirmar a estabilidade do estado hemodinâmico (medição da PA e FC). Os dados demográficos a serem obtidos incluem altura (cm), peso (kg), idade, sexo e etnia autodeclarada. A pressão arterial, a frequência cardíaca e a saturação de oxigênio serão registradas na linha de base e antes e depois de cada teste com máscara. A medição basal de FEV1/FVC será realizada em todos os pacientes antes de iniciar o estudo e registrada. Os dados de FiO2 serão baixados digitalmente do analisador de gás para uma planilha Excel. Se isso não for possível, a porcentagem de oxigênio será registrada manualmente durante cada respiração para determinar a faixa de porcentagens de oxigênio (mínima e máxima) durante ambas as fases da ventilação, durante o período de medição de 30 segundos. A frequência respiratória durante o tempo de medição também será registrada. No final do período de amostragem de 30 segundos, uma medição final será feita durante uma respiração de capacidade vital forçada.

Análise dos Dados: A fase da ventilação será definida pelo traçado da capnografia, que é exibido concomitantemente com a medição do oxigênio inspirado. Será calculada a média da concentração máxima e mínima de oxigênio para inspiração, durante o teste de respiração com máscara de 30 segundos, para cada indivíduo. A média desses valores será calculada em todo o grupo para cada intervenção para definir estatísticas para todo o grupo. Os valores registrados durante a ventilação de volume corrente normal serão analisados ​​separadamente dos valores registrados durante cada ventilação de capacidade vital forçada. O teste de Análise de Variância e análise post-hoc apropriada serão usados ​​para determinar a diferença entre a FiO2 administrada por cada máscara testada.