“No dubtis mai que un petit grup de ciutadans reflexius i entregats pot canviar el món.De fet, és l'únic que hi ha".
La missió de Cureus és canviar el model de publicació mèdica de llarga data, en què la presentació d'investigacions pot ser costosa, complexa i consumir molt de temps.
Citeu aquest article com a: Kojima Y., Sendo R., Okayama N. et al.(18 de maig de 2022) Relació d'oxigen inhalat en dispositius de baix i alt flux: un estudi de simulació.Cure 14(5): e25122.doi:10.7759/cureus.25122
Finalitat: La fracció d'oxigen inhalat s'ha de mesurar quan es dóna oxigen al pacient, ja que representa la concentració d'oxigen alveolar, que és important des del punt de vista de la fisiologia respiratòria.Per tant, l'objectiu d'aquest estudi va ser comparar la proporció d'oxigen inhalat obtinguda amb diferents dispositius de subministrament d'oxigen.
Mètodes: es va utilitzar un model de simulació de respiració espontània.Mesureu la proporció d'oxigen inhalat rebuda mitjançant puntes nasals de baix i alt flux i màscares d'oxigen simples.Després de 120 s d'oxigen, es va mesurar la fracció d'aire inhalat cada segon durant 30 s.Es van prendre tres mesures per a cada condició.
RESULTATS: El flux d'aire va disminuir la fracció d'oxigen inspirat intratraqueal i la concentració d'oxigen extraoral quan s'utilitzava una cànula nasal de baix flux, cosa que suggereix que la respiració espiratòria es va produir durant la reinhalació i pot estar associada a un augment de la fracció d'oxigen inspirada intratraqueal.
Conclusió.La inhalació d'oxigen durant l'exhalació pot provocar un augment de la concentració d'oxigen a l'espai mort anatòmic, que pot estar associat a un augment de la proporció d'oxigen inhalat.Mitjançant una cànula nasal d'alt flux, es pot obtenir un alt percentatge d'oxigen inhalat fins i tot amb un cabal de 10 L/min.A l'hora de determinar la quantitat òptima d'oxigen, cal establir el cabal adequat per al pacient i les condicions específiques, independentment del valor de la fracció d'oxigen inhalat.Quan s'utilitzen puntes nasals de baix flux i màscares d'oxigen simples en un entorn clínic, pot ser difícil estimar la proporció d'oxigen inhalat.
L'administració d'oxigen durant les fases aguda i crònica de la insuficiència respiratòria és un procediment habitual en medicina clínica.Diversos mètodes d'administració d'oxigen inclouen cànula, cànula nasal, màscara d'oxigen, màscara de reservori, màscara de venturi i cànula nasal d'alt flux (HFNC) [1-5].El percentatge d'oxigen a l'aire inhalat (FiO2) és el percentatge d'oxigen de l'aire inhalat que participa en l'intercanvi de gasos alveolars.El grau d'oxigenació (proporció P/F) és la relació entre la pressió parcial d'oxigen (PaO2) i FiO2 a la sang arterial.Tot i que el valor diagnòstic de la relació P/F segueix sent controvertit, és un indicador d'oxigenació àmpliament utilitzat en la pràctica clínica [6-8].Per tant, és clínicament important conèixer el valor de la FiO2 a l'hora de donar oxigen a un pacient.
Durant la intubació, la FiO2 es pot mesurar amb precisió amb un monitor d'oxigen que inclou un circuit de ventilació, mentre que quan s'administra l'oxigen amb una cànula nasal i una màscara d'oxigen, només es pot mesurar una "estimació" de FiO2 basada en el temps inspiratori.Aquesta "puntuació" és la relació entre el subministrament d'oxigen i el volum mareal.Tanmateix, això no té en compte alguns factors des del punt de vista de la fisiologia de la respiració.Els estudis han demostrat que les mesures de FiO2 poden estar influenciades per diversos factors [2,3].Tot i que l'administració d'oxigen durant l'exhalació pot provocar un augment de la concentració d'oxigen en espais morts anatòmics com la cavitat oral, la faringe i la tràquea, no hi ha informes sobre aquest tema en la literatura actual.Tanmateix, alguns metges creuen que a la pràctica aquests factors són menys importants i que les "puntuació" són suficients per superar els problemes clínics.
En els darrers anys, HFNC ha atret una atenció especial en medicina d'emergència i cures intensives [9].L'HFNC proporciona un alt flux de FiO2 i oxigen amb dos avantatges principals: el rentat de l'espai mort de la faringe i la reducció de la resistència nasofaríngia, que no s'ha de passar per alt quan es prescriu oxigen [10,11].A més, pot ser necessari suposar que el valor de FiO2 mesurat representa la concentració d'oxigen a les vies respiratòries o als alvèols, ja que la concentració d'oxigen als alvèols durant la inspiració és important pel que fa a la relació P/F.
Els mètodes d'aportació d'oxigen diferents de la intubació s'utilitzen sovint en la pràctica clínica habitual.Per tant, és important recollir més dades sobre la FiO2 mesurada amb aquests dispositius de subministrament d'oxigen per evitar una sobreoxigenació innecessària i per conèixer la seguretat de la respiració durant l'oxigenació.Tanmateix, la mesura de FiO2 a la tràquea humana és difícil.Alguns investigadors han intentat imitar la FiO2 mitjançant models de respiració espontània [4,12,13].Per tant, en aquest estudi, hem volgut mesurar FiO2 mitjançant un model simulat de respiració espontània.
Es tracta d'un estudi pilot que no requereix aprovació ètica perquè no implica humans.Per simular la respiració espontània, vam preparar un model de respiració espontània amb referència al model desenvolupat per Hsu et al.(Fig. 1) [12].Es van preparar ventiladors i pulmons de prova (Dual Adult TTL; Grand Rapids, MI: Michigan Instruments, Inc.) d'equips d'anestèsia (Fabius Plus; Lübeck, Alemanya: Draeger, Inc.) per imitar la respiració espontània.Els dos dispositius es connecten manualment mitjançant corretges metàl·liques rígides.Una manxa (costat de conducció) del pulmó de prova està connectada al ventilador.L'altra manxa (costat passiu) del pulmó de prova està connectada al "Model de gestió de l'oxigen".Tan bon punt el ventilador subministra gas fresc per provar els pulmons (costat de conducció), la manxa s'infla tirant a la força de l'altra manxa (costat passiu).Aquest moviment inhala gas a través de la tràquea del maniquí, simulant així la respiració espontània.
(a) monitor d'oxigen, (b) maniquí, (c) pulmó de prova, (d) dispositiu d'anestèsia, (e) monitor d'oxigen i (f) ventilador elèctric.
La configuració del ventilador va ser la següent: volum tidal 500 ml, freqüència respiratòria 10 respiracions/min, relació inspiratòria/espiratòria (relació inhalació/expiració) 1:2 (temps de respiració = 1 s).Per als experiments, el compliment del pulmó de prova es va establir en 0,5.
Per al model de gestió de l'oxigen es va utilitzar un monitor d'oxigen (MiniOx 3000; Pittsburgh, PA: American Medical Services Corporation) i un maniquí (MW13; Kyoto, Japó: Kyoto Kagaku Co., Ltd.).Es va injectar oxigen pur a velocitats d'1, 2, 3, 4 i 5 L/min i es va mesurar FiO2 per a cadascun.Per a HFNC (MaxVenturi; Coleraine, Irlanda del Nord: Armstrong Medical), es van administrar mescles d'oxigen i aire en volums de 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 i 60 L, i la FiO2 va ser valorat en cada cas.Per a HFNC, es van realitzar experiments a concentracions d'oxigen del 45%, 60% i 90%.
La concentració d'oxigen extraoral (BSM-6301; Tòquio, Japó: Nihon Kohden Co.) es va mesurar 3 cm per sobre dels incisius maxil·lars amb oxigen lliurat a través d'una cànula nasal (Finefit; Osaka, Japó: Japan Medicalnext Co.) (Figura 1).) Intubació mitjançant un ventilador elèctric (HEF-33YR; Tòquio, Japó: Hitachi) per treure aire del cap del maniquí per eliminar la respiració espiratòria posterior i es va mesurar la FiO2 2 minuts més tard.
Després de 120 segons d'exposició a l'oxigen, es va mesurar FiO2 cada segon durant 30 segons.Ventilar el maniquí i el laboratori després de cada mesura.La FiO2 es va mesurar 3 vegades en cada condició.L'experiment va començar després del calibratge de cada instrument de mesura.
Tradicionalment, l'oxigen s'avalua a través de cànules nasals perquè es pugui mesurar la FiO2.El mètode de càlcul utilitzat en aquest experiment va variar en funció del contingut de la respiració espontània (taula 1).Les puntuacions es calculen en funció de les condicions de respiració establertes al dispositiu d'anestèsia (volum tidal: 500 ml, freqüència respiratòria: 10 respiracions/min, relació inspiratòria-espiratòria {inhalació: proporció d'exhalació} = 1:2).
Les "puntuació" es calculen per a cada cabal d'oxigen.Es va utilitzar una cànula nasal per administrar oxigen a l'LFNC.
Totes les anàlisis es van realitzar mitjançant el programari Origin (Northampton, MA: OriginLab Corporation).Els resultats s'expressen com la mitjana ± desviació estàndard (DE) del nombre de proves (N) [12].Hem arrodonit tots els resultats a dos decimals.
Per calcular la "puntuació", la quantitat d'oxigen respirada als pulmons en una sola respiració és igual a la quantitat d'oxigen dins de la cànula nasal, i la resta és aire exterior.Així, amb un temps de respiració de 2 s, l'oxigen subministrat per la cànula nasal en 2 s és de 1000/30 ml.La dosi d'oxigen obtinguda de l'aire exterior era del 21% del volum corrent (1000/30 ml).La FiO2 final és la quantitat d'oxigen lliurada al volum mareal.Per tant, la "estimació" de FiO2 es pot calcular dividint la quantitat total d'oxigen consumida pel volum mareal.
Abans de cada mesura, el monitor d'oxigen intratraqueal es va calibrar al 20,8% i el monitor d'oxigen extraoral es va calibrar al 21%.La taula 1 mostra els valors mitjans de FiO2 LFNC a cada cabal.Aquests valors són 1,5-1,9 vegades superiors als valors "calculats" (taula 1).La concentració d'oxigen fora de la boca és superior a la de l'aire interior (21%).El valor mitjà va disminuir abans de la introducció del flux d'aire del ventilador elèctric.Aquests valors són similars als "valors estimats".Amb el flux d'aire, quan la concentració d'oxigen fora de la boca és propera a l'aire ambient, el valor de FiO2 a la tràquea és superior al "valor calculat" de més de 2 L/min.Amb o sense flux d'aire, la diferència de FiO2 va disminuir a mesura que augmentava el cabal (figura 2).
La taula 2 mostra els valors mitjans de FiO2 a cada concentració d'oxigen per a una màscara d'oxigen simple (màscara d'oxigen Ecolite; Osaka, Japó: Japan Medicalnext Co., Ltd.).Aquests valors van augmentar amb l'augment de la concentració d'oxigen (taula 2).Amb el mateix consum d'oxigen, la FiO2 de l'LFNK és superior a la d'una màscara d'oxigen simple.A 1-5 L/min, la diferència de FiO2 és d'un 11-24%.
La taula 3 mostra els valors mitjans de FiO2 per a HFNC a cada cabal i concentració d'oxigen.Aquests valors eren propers a la concentració d'oxigen objectiu, independentment de si el cabal era baix o alt (taula 3).
Els valors de FiO2 intratraqueal eren superiors als valors "estimats" i els valors de FiO2 extraorals eren més alts que l'aire ambient quan s'utilitzava el LFNC.S'ha trobat que el flux d'aire redueix la FiO2 intratraqueal i extraoral.Aquests resultats suggereixen que la respiració espiratòria es va produir durant la reinhalació de LFNC.Amb o sense flux d'aire, la diferència de FiO2 disminueix a mesura que augmenta el cabal.Aquest resultat suggereix que un altre factor pot estar associat amb una FiO2 elevada a la tràquea.A més, també van indicar que l'oxigenació augmenta la concentració d'oxigen a l'espai mort anatòmic, que pot ser degut a un augment de la FiO2 [2].En general, s'accepta que la LFNC no provoca reinhalació a l'exhalació.S'espera que això pugui afectar significativament la diferència entre els valors mesurats i "estimats" de les cànules nasals.
A cabals baixos d'1 a 5 L/min, la FiO2 de la màscara plana era inferior a la de la cànula nasal, probablement perquè la concentració d'oxigen no augmenta fàcilment quan una part de la màscara es converteix en una zona morta anatòmicament.El flux d'oxigen minimitza la dilució de l'aire ambient i estabilitza la FiO2 per sobre de 5 L/min [12].Per sota de 5 L/min, es produeixen valors baixos de FiO2 a causa de la dilució de l'aire de l'habitació i la reinhalació de l'espai mort [12].De fet, la precisió dels mesuradors de cabal d'oxigen pot variar molt.El MiniOx 3000 s'utilitza per controlar la concentració d'oxigen, però el dispositiu no té una resolució temporal suficient per mesurar els canvis en la concentració d'oxigen exhalat (els fabricants especifiquen 20 segons per representar una resposta del 90%).Això requereix un monitor d'oxigen amb una resposta de temps més ràpida.
En la pràctica clínica real, la morfologia de la cavitat nasal, la cavitat oral i la faringe varia d'una persona a una altra, i el valor de FiO2 pot diferir dels resultats obtinguts en aquest estudi.A més, l'estat respiratori dels pacients difereix, i un consum més elevat d'oxigen provoca un menor contingut d'oxigen en les respiracions espiratòries.Aquestes condicions poden conduir a valors més baixos de FiO2.Per tant, és difícil avaluar la FiO2 fiable quan s'utilitza LFNK i màscares d'oxigen simples en situacions clíniques reals.Tanmateix, aquest experiment suggereix que els conceptes d'espai mort anatòmic i respiració espiratòria recurrent poden influir en la FiO2.Tenint en compte aquest descobriment, la FiO2 pot augmentar significativament fins i tot a cabals baixos, depenent de les condicions en lloc de les "estimacions".
La British Thoracic Society recomana que els metges prescriguin oxigen segons el rang de saturació objectiu i controlin el pacient per mantenir el rang de saturació objectiu [14].Tot i que el "valor calculat" de la FiO2 en aquest estudi era molt baix, és possible aconseguir una FiO2 real superior al "valor calculat" depenent de l'estat del pacient.
Quan s'utilitza HFNC, el valor de FiO2 és proper a la concentració d'oxigen establerta independentment del cabal.Els resultats d'aquest estudi suggereixen que es poden aconseguir nivells elevats de FiO2 fins i tot amb un cabal de 10 L/min.Estudis similars no van mostrar cap canvi en la FiO2 entre 10 i 30 L [12, 15].S'informa que l'elevat cabal de HFNC elimina la necessitat de tenir en compte l'espai mort anatòmic [2,16].L'espai mort anatòmic es pot eliminar potencialment a un cabal d'oxigen superior a 10 L/min.Dysart et al.Es planteja la hipòtesi que el mecanisme d'acció principal de la VPT pot ser el rentat de l'espai mort de la cavitat nasofaríngia, reduint així l'espai mort total i augmentant la proporció de ventilació minut (és a dir, ventilació alveolar) [17].
Un estudi anterior de HFNC va utilitzar un catèter per mesurar la FiO2 a la nasofaringe, però la FiO2 era menor que en aquest experiment [15, 18-20].Ritchie et al.S'ha informat que el valor calculat de FiO2 s'aproxima a 0,60 a mesura que el cabal de gas augmenta per sobre de 30 L/min durant la respiració nasal [15].A la pràctica, els HFNC requereixen cabals de 10-30 L/min o superiors.A causa de les propietats de l'HFNC, les condicions a la cavitat nasal tenen un efecte significatiu i l'HFNC sovint s'activa a cabals elevats.Si la respiració millora, també pot ser necessària una disminució del cabal, ja que la FiO2 pot ser suficient.
Aquests resultats es basen en simulacions i no suggereixen que els resultats de FiO2 es puguin aplicar directament a pacients reals.No obstant això, a partir d'aquests resultats, en el cas d'intubació o dispositius diferents de HFNC, es pot esperar que els valors de FiO2 variïn significativament en funció de les condicions.Quan s'administra oxigen amb un LFNC o una màscara d'oxigen simple en l'entorn clínic, el tractament sol avaluar-se només pel valor de "saturació arterial perifèrica d'oxigen" (SpO2) mitjançant un pulsioxímetre.Amb el desenvolupament de l'anèmia, es recomana un control estricte del pacient, independentment de la SpO2, PaO2 i el contingut d'oxigen a la sang arterial.A més, Downes et al.i Beasley et al.S'ha suggerit que els pacients inestables poden estar en risc a causa de l'ús profilàctic de la teràpia d'oxigeno altament concentrada [21-24].Durant els períodes de deteriorament físic, els pacients que reben oxigenoteràpia altament concentrada tindran lectures elevades del pulsioxímetre, que poden emmascarar una disminució gradual de la relació P/F i, per tant, no alertar el personal en el moment adequat, provocant un deteriorament imminent que requereix intervenció mecànica.suport.Abans es pensava que la FiO2 alta proporciona protecció i seguretat als pacients, però aquesta teoria no és aplicable a l'entorn clínic [14].
Per tant, s'ha de tenir cura fins i tot quan es prescriu oxigen en el període perioperatori o en les primeres etapes de la insuficiència respiratòria.Els resultats de l'estudi mostren que només es poden obtenir mesures precises de FiO2 amb intubació o HFNC.Quan s'utilitza un LFNC o una màscara d'oxigen simple, s'ha de proporcionar oxigen profilàctic per evitar una dificultat respiratòria lleu.Aquests dispositius poden no ser adequats quan es requereix una avaluació crítica de l'estat respiratori, especialment quan els resultats de FiO2 són crítics.Fins i tot a cabals baixos, la FiO2 augmenta amb el flux d'oxigen i pot emmascarar una insuficiència respiratòria.A més, fins i tot quan s'utilitza SpO2 per al tractament postoperatori, és desitjable tenir un cabal tan baix com sigui possible.Això és necessari per a la detecció precoç de la insuficiència respiratòria.Un alt flux d'oxigen augmenta el risc de fallada de detecció precoç.La dosi d'oxigen s'ha de determinar després de determinar quins signes vitals es milloren amb l'administració d'oxigen.Basant-se només en els resultats d'aquest estudi, no es recomana canviar el concepte de gestió de l'oxigen.Tanmateix, creiem que les noves idees presentades en aquest estudi s'han de considerar en termes de mètodes utilitzats en la pràctica clínica.A més, a l'hora de determinar la quantitat d'oxigen recomanada per les directrius, és necessari establir el flux adequat per al pacient, independentment del valor de FiO2 per a les mesures rutinàries del flux inspiratori.
Proposem reconsiderar el concepte de FiO2, tenint en compte l'abast de l'oxigenoteràpia i les condicions clíniques, ja que la FiO2 és un paràmetre indispensable per gestionar l'administració d'oxigen.Tanmateix, aquest estudi té diverses limitacions.Si es pot mesurar FiO2 a la tràquea humana, es pot obtenir un valor més precís.Tanmateix, actualment és difícil realitzar aquestes mesures sense ser invasives.En el futur s'haurien de dur a terme més investigacions amb dispositius de mesura no invasius.
En aquest estudi, es va mesurar la FiO2 intratraqueal mitjançant el model de simulació de respiració espontània LFNC, màscara d'oxigen simple i HFNC.La gestió de l'oxigen durant l'exhalació pot provocar un augment de la concentració d'oxigen a l'espai mort anatòmic, que pot estar associat a un augment de la proporció d'oxigen inhalat.Amb HFNC, es pot obtenir una alta proporció d'oxigen inhalat fins i tot amb un cabal de 10 l/min.A l'hora de determinar la quantitat òptima d'oxigen, cal establir el cabal adequat per al pacient i les condicions específiques, no només depenent dels valors de la fracció d'oxigen inhalat.Estimar el percentatge d'oxigen inhalat quan s'utilitza un LFNC i una màscara d'oxigen senzilla en un entorn clínic pot ser un repte.
Les dades obtingudes indiquen que la respiració espiratòria està associada a un augment de la FiO2 a la tràquea del LFNC.A l'hora de determinar la quantitat d'oxigen recomanada per les directrius, és necessari establir el flux adequat per al pacient, independentment del valor de FiO2 mesurat mitjançant el flux inspiratori tradicional.
Subjectes humans: tots els autors van confirmar que no hi havia cap ésser humà ni teixit implicat en aquest estudi.Animals: tots els autors van confirmar que no hi havia cap animal ni teixit implicat en aquest estudi.Conflictes d'interessos: D'acord amb el Formulari de divulgació uniforme de l'ICMJE, tots els autors declaren el següent: Informació de pagament/servei: Tots els autors declaren que no han rebut suport financer de cap organització per al treball enviat.Relacions econòmiques: Tots els autors declaren que actualment o durant els últims tres anys no tenen relacions financeres amb cap organització que pugui estar interessada en el treball presentat.Altres relacions: Tots els autors declaren que no hi ha altres relacions o activitats que puguin afectar el treball enviat.
Volem agrair al Sr. Toru Shida (IMI Co., Ltd, Centre d'atenció al client de Kumamoto, Japó) per la seva ajuda amb aquest estudi.
Kojima Y., Sendo R., Okayama N. et al.(18 de maig de 2022) Relació d'oxigen inhalat en dispositius de baix i alt flux: un estudi de simulació.Cure 14(5): e25122.doi:10.7759/cureus.25122
© Copyright 2022 Kojima et al.Aquest és un article d'accés obert distribuït sota els termes de la llicència de reconeixement de Creative Commons CC-BY 4.0.Es permet l'ús, la distribució i la reproducció il·limitats en qualsevol mitjà, sempre que s'acreditin l'autor i la font originals.
Aquest és un article d'accés obert distribuït sota la llicència de reconeixement de Creative Commons, que permet l'ús, la distribució i la reproducció sense restriccions en qualsevol mitjà, sempre que s'acreditin l'autor i la font.
(a) monitor d'oxigen, (b) maniquí, (c) pulmó de prova, (d) dispositiu d'anestèsia, (e) monitor d'oxigen i (f) ventilador elèctric.
La configuració del ventilador va ser la següent: volum tidal 500 ml, freqüència respiratòria 10 respiracions/min, relació inspiratòria/espiratòria (relació inhalació/expiració) 1:2 (temps de respiració = 1 s).Per als experiments, el compliment del pulmó de prova es va establir en 0,5.
Les "puntuació" es calculen per a cada cabal d'oxigen.Es va utilitzar una cànula nasal per administrar oxigen a l'LFNC.
Scholarly Impact Quotient™ (SIQ™) és el nostre procés únic d'avaluació de revisió per iguals posterior a la publicació.Més informació aquí.
Aquest enllaç us portarà a un lloc web de tercers no afiliat a Cureus, Inc. Tingueu en compte que Cureus no es fa responsable de cap contingut o activitat continguda als nostres llocs associats o afiliats.
Scholarly Impact Quotient™ (SIQ™) és el nostre procés únic d'avaluació de revisió per iguals posterior a la publicació.SIQ™ avalua la importància i la qualitat dels articles utilitzant la saviesa col·lectiva de tota la comunitat Cureus.Es recomana a tots els usuaris registrats que contribueixin al SIQ™ de qualsevol article publicat.(Els autors no poden valorar els seus propis articles.)
Les qualificacions altes s'han de reservar per a treballs realment innovadors en els seus respectius camps.Qualsevol valor superior a 5 s'ha de considerar per sobre de la mitjana.Tot i que tots els usuaris registrats de Cureus poden valorar qualsevol article publicat, les opinions dels experts en la matèria tenen molt més pes que les dels no especialistes.El SIQ™ d'un article apareixerà al costat de l'article després d'haver estat valorat dues vegades i es tornarà a calcular amb cada puntuació addicional.
Scholarly Impact Quotient™ (SIQ™) és el nostre procés únic d'avaluació de revisió per iguals posterior a la publicació.SIQ™ avalua la importància i la qualitat dels articles utilitzant la saviesa col·lectiva de tota la comunitat Cureus.Es recomana a tots els usuaris registrats que contribueixin al SIQ™ de qualsevol article publicat.(Els autors no poden valorar els seus propis articles.)
Si us plau, tingueu en compte que, en fer-ho, accepteu ser afegit a la nostra llista de correu mensual de butlletins de correu electrònic.