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Revisión

Mecanismos de acción

Hay muchos mecanismos de acción beneficiosos que se han atribuido a la eficacia de la cánula nasal de alto flujo en pacientes adultos y pediátricos con insuficiencia respiratoria. No está claro cuáles de los beneficios son los más importantes, y puede depender de la etiología de la insuficiencia respiratoria del paciente en particular. Los mecanismos de acción a continuación no se enumeran en el orden de importancia, sino más bien para dar al lector un mnemotécnico fácil de recordar (HIFLOW) para los mecanismos que se han atribuido al uso de oxígeno nasal de alto flujo.

El oxígeno calentado y humidificado

El oxígeno calentado y humidificado tiene una serie de beneficios en comparación con la oxigenoterapia estándar. La terapia de oxígeno estándar que se administra a través de una cánula nasal u otro dispositivo, como una máscara sin rebreather (NRBM), administra gas frío (no calentado) y seco (no humidificado). Este gas frío y seco puede provocar inflamación de las vías respiratorias, aumentar la resistencia de las vías respiratorias y perjudicar la función mucociliar, posiblemente perjudicando la eliminación de la secreción . Además, los individuos gastan una cantidad significativa de energía para calentar y humidificar el gas durante la respiración normal . Por lo tanto, el oxígeno caliente y humidificado puede mejorar la eliminación de la secreción, disminuir la inflamación de las vías respiratorias y también disminuir el gasto de energía, particularmente en el entorno de insuficiencia respiratoria aguda .

Demandas inspiratorias

Un beneficio obvio es que la cánula nasal de alto flujo puede entregar caudales de gas muy altos en un intento de satisfacer las demandas de flujo inspiratorio de un paciente. Esto es importante, ya que los pacientes con insuficiencia respiratoria aguda pueden volverse extremadamente taquipneicos, y sus flujos inspiratorios máximos (FIP), que normalmente pueden ser de 30 L/min a 60 L/min en reposo, pueden alcanzar más de 120 L/min en insuficiencia respiratoria aguda . Si estos pacientes con insuficiencia respiratoria (con PIF velocidades de hasta 60 – 120 L/min y altos volúmenes minuto (> 20 L/min en adultos) se colocan en un 15 L/min NRB máscara, entonces esto no puede proporcionar el apoyo adecuado. Esto se discutirá más adelante en esta revisión cuando discutamos el concepto de dilución de oxígeno. Uno de los principales mecanismos para mejorar el trabajo de respiración de un paciente es intentar igualar sus demandas de flujo inspiratorio máximo con el uso de un dispositivo de flujo alto.

Capacidad Residual funcional

Existe cierto debate sobre el nivel de presión positiva al final de la espiración (PEEP) proporcionada por los dispositivos de alto flujo. Las mejores estimaciones son de 1 cm H20 de PEEP por cada 10 L/min de flujo suministrado con respiración bucal cerrada .

Ha habido mucha variación en los estudios que miden cuánto PEEP pueden generar las cánulas de alto flujo. Esto puede variar de un paciente a otro, ya que hay muchos factores que pueden afectar la cantidad de PEEP que se puede administrar a un paciente. Factores como el tamaño del paciente (obeso, adulto, niño), el caudal de litros que se administra (L/min) y la respiración boca abierta versus boca cerrada (la presión puede escapar cuando la boca del paciente está abierta), pueden afectar la cantidad de PEEP que se administra .

El debate puede continuar, pero parece que el HFNC puede aumentar la capacidad residual funcional (FRC) del paciente o el volumen pulmonar al final de la espiración, que es algo que el PEEP suele mejorar. Un estudio de Riera et al. mostró que el uso de HFNC aumentó la impedancia pulmonar espiratoria final (EELI), lo que implica que hubo una mejora en la CRF . Utilizaron tomografía de impedancia eléctrica (EIT), un método de imágenes en tiempo real no invasivo que proporciona una imagen de ventilación transversal del pulmón, para demostrar un aumento del EELI.

También parece que el uso de HFNC puede disminuir la precarga al aumentar la presión intratorácica, otra característica comúnmente atribuida a la adición de PEEP. Roca et al. demostró en un estudio de intervalos secuenciales en 10 pacientes (Clasificación III de la New York Heart Association (NYHA): insuficiencia cardíaca, pero no en una exacerbación de insuficiencia cardíaca congestiva aguda (ICC)) que el uso de HIFLOW causó un colapso inspiratorio de la vena cava inferior (IVC) a partir del valor basal del paciente, que se midió mediante ecocardiograma .

El uso de cánulas nasales de alto flujo parece causar reclutamiento alveolar y aumento de FRC, así como aumento de la presión intratorácica, probablemente como resultado del PEEP agregado; sin embargo, no es seguro si tal vez otro mecanismo pueda ser responsable de estos hallazgos.

Los pacientes más ligeros

a menudo prefieren el uso de HFNC a la ventilación de presión positiva continua o de dos niveles no invasiva (CPAP o BPAP) porque la máscara ajustada puede ser incómoda para algunos pacientes. Incluso pueden preferirla a la cánula nasal estándar (NC) debido a los gases calentados y humidificados que no secarán su mucosa como la terapia de oxígeno estándar . Esto puede conducir a un mayor cumplimiento de HFNC y tal vez una mejora en la oxigenación del paciente y el trabajo de respiración.

Dilución de O2

Se enseña que 1 L/min administrado a través de una cánula nasal liberará aproximadamente un 4% de FiO2 por encima del aire ambiente (21%). Por lo tanto, 1 L/min a través del NC debería entregar ~ 25% de FiO2, mientras que 2 L/min debería entregar 29% de FiO2 (Tabla 1). Muchos se refieren a esto como la» regla 1:4″, y este concepto que se enseña ampliamente; examinemos esto más de cerca.

Considere a un paciente varón de 70 kg que respira 30-40 latidos por minuto (lpm) con volúmenes corrientes normales (~500 ml) que desarrolla hipoxemia aguda. La ventilación por minuto de este paciente estaría entre 15 y 20 L/min. Si se coloca a este paciente en NC de 6 L/min, teóricamente debería entregar una FiO2 ~ 45% (6 L x 4% = 24 + aire ambiente (21%) = 45%) si la «regla 1:4» es válida. Si este paciente respira 15-20 L a través de la boca y las narinas (alrededor de la cánula nasal) al 21%, el gas que llega a la tráquea del paciente se diluirá con aire ambiente y estará más cerca del 21% de FiO2 en lugar del 45% de FiO2 (Figura 1).

Para entregar mayores cantidades de FiO2 eficazmente a un paciente, la ventilación minuto inspiratoria y demandas deben ser no sólo igualado pero a superar para minimizar los efectos de la dilución de oxígeno (Figura 2).

Lavado de espacio muerto

Normalmente podemos volver a respirar un tercio de nuestro volumen corriente previamente expirado, y en lugar de respirar un 21% (aire ambiente) y cantidades insignificantes de dióxido de carbono, podemos volver a respirar más como un 15-16% de oxígeno y un 5-6% de dióxido de carbono. Esto se debe a que la respiración previamente exhalada (baja en oxígeno y que contiene dióxido de carbono) no se exhala completamente y permanece en las vías respiratorias superiores. Cuando el paciente toma su próxima respiración de gas atmosférico, no todo ese gas entrará en los alvéolos. De hecho, es una mezcla del nuevo gas atmosférico (21% FiO2, CO2 insignificante) y su gas exhalado previamente (< 21% de oxígeno con una mayor cantidad de CO2) que entra en los alvéolos para el intercambio de gases. En pacientes con insuficiencia respiratoria aguda, el porcentaje de gas que re-respiramos aumenta y, como resultado, podemos re-respirar mayores cantidades de dióxido de carbono a medida que inspiramos de un reservorio mixto de nuestras vías respiratorias superiores.

Uno de los principales beneficios del HFNC (algunos argumentan que en realidad es el principal beneficio) es que le brinda un flujo continuo de gas fresco a altas velocidades de flujo, reemplazando o lavando el espacio muerto faríngeo del paciente (el gas antiguo bajo en oxígeno y alto en CO2). Cada respiración que el paciente ahora vuelve a respirar con una cánula nasal de alto flujo habrá tenido su dióxido de carbono lavado y reemplazado con gas rico en oxígeno, mejorando así la eficiencia respiratoria .

La Figura 3 (abajo) le ofrece una mnemotécnica fácil de recordar para recordar los mecanismos de acción de la cánula nasal de alto flujo.

La mayoría de los beneficios de la cánula nasal de alto flujo, como hemos discutido anteriormente, provienen de los altos caudales que se pueden administrar (Figura 4). La entrega de oxígeno caliente y humidificado tiene beneficios significativos, pero para optimizar la eficacia de la cánula nasal de alto flujo para el paciente, asegúrese de que el flujo inspiratorio esté optimizado. Como analizaremos en nuestra siguiente sección, los datos pediátricos (particularmente en bronquiolitis) muestran que los caudales de 2 L/kg/min son efectivos y bien tolerados hasta caudales máximos de 60 L/kg/min en adultos.

Indicaciones para adultos

Insuficiencia respiratoria Hipoxémica aguda (Principalmente por neumonía adquirida en la Comunidad)

La neumonía adquirida en la comunidad parecería una indicación ideal para el uso de la cánula nasal de alto flujo. El oxígeno humidificado y calentado debería permitir una mejor movilización de las secreciones, y su capacidad para minimizar la dilución de oxígeno, satisfacer las demandas inspiratorias y mejorar los volúmenes pulmonares al final de la espiración parece ideal en pacientes con neumonía. El HFNC puede permitir que los pacientes tosan, movilicen secreciones y sean succionados, si es necesario, todos los beneficios que a menudo son difíciles de lograr cuando un paciente está en ventilación con presión positiva no invasiva (NIPPV, por sus siglas en inglés). La única excepción sería en pacientes con exacerbaciones de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) aguda por neumonía, ya que hay evidencia que demuestra una disminución de la mortalidad y la necesidad de intubación con el uso de NIPPV . El resultado primario fueron las tasas de intubación, y los datos no mostraron una diferencia estadísticamente significativa entre los grupos. Aunque este estudio parecía un ensayo negativo para el uso de una cánula nasal de alto flujo, un resultado secundario (mortalidad por todas las causas a 90 días) mostró que el uso de HFNC, incluso después de ajustar la gravedad de la enfermedad (Evaluación de Fisiología Aguda y Salud Crónica (APACHE) II e insuficiencia cardíaca), mejoró con el uso de HFNC en comparación con NIPPV y terapia de oxígeno estándar. Un análisis post hoc también mostró una reducción estadísticamente significativa en las tasas de intubación en pacientes con insuficiencia respiratoria grave (PaO2/FiO2 ≤ 200) utilizando HFNC. Un meta-análisis de Ni et al. también se demostró que el uso de HFNC en comparación con NIPPV y terapia de oxígeno convencional (COT) se asoció con una reducción en las tasas de intubación endotraqueal en la insuficiencia respiratoria aguda .

Un estudio reciente de Azoulay et al. la comparación del uso de la cánula nasal de alto flujo con la oxigenoterapia estándar en pacientes inmunodeprimidos con insuficiencia respiratoria hipoxémica aguda no mostró diferencia en la mortalidad a los 28 días entre los grupos . Los pacientes fueron desentubados y luego aleatorizados a terapia de oxígeno estándar, que se consideraría el estándar de atención en este grupo de pacientes de bajo riesgo, o a HFNC. El grupo extubado a la cánula nasal de alto flujo tuvo una tasa de reintubación más baja estadísticamente significativa (4,9%) en comparación con la oxigenoterapia estándar (12,2%). No está claro por qué se observó este beneficio, pero este es ciertamente un grupo en el que muchos intensivistas probablemente no intentarían el uso de cánula nasal de flujo alto como terapia, ya que generalmente se reserva para pacientes de mayor riesgo.

Pre-oxigenación Antes de la Intubación

la Intubación de un paciente en estado crítico es un procedimiento de alto riesgo con altas tasas de complicaciones, incluyendo hipoxemia, hipotensión e incluso paro cardíaco . El dispositivo de cánula nasal de alto flujo tiene una ventaja en comparación con métodos alternativos, como la ventilación con máscara de bolsa (BMV) y el NIPPV. El dispositivo de cánula nasal de alto flujo puede permanecer en el paciente y proporcionar terapia de oxígeno continua, así como posiblemente proporcionar presión positiva, incluso durante el período apneico en comparación con el VMO y el VNIP, que deben retirarse durante el procedimiento de intubación. Una cánula nasal de alto flujo puede ser tan efectiva como la NIPPV y superior a la oxigenoterapia estándar para la preoxigenación previa a la intubación en pacientes críticos .

No Resucitar (DNR)/No Intubar (DNI) en Dificultad respiratoria

Peters et al. se demostró que el HFNC puede ser un tratamiento eficaz para pacientes con DNI con hipoxemia aguda e hipercapnia leve (pCO2 < 65) . Esta terapia fue bien tolerada y proporcionó una oxigenación aceptable sin necesidad de una escalada a VNIPP en el 82% de los sujetos. Este dispositivo proporciona beneficios terapéuticos y paliativos y puede permitir que los pacientes sean tratados fuera de la UCI

Edema Pulmonar Cardiogénico

No hay muchos datos convincentes para recomendar el uso de HFNC en pacientes con edema pulmonar cardiogénico; sin embargo, como se mencionó anteriormente, sí sabemos que puede aumentar la presión intratorácica y, por lo tanto, es probable que disminuya la precarga. Makdee et al. demostró que la cánula nasal de alto flujo mejoró la gravedad de la disnea en pacientes con edema pulmonar cardiogénico agudo en el servicio de urgencias en comparación con la oxigenoterapia (NC o NRBM) . Se necesitan más datos para demostrar su eficacia en esta población de pacientes; sin embargo, puede ser una terapia razonable para aquellos que no son capaces de tolerar el VNIPP.

Indicaciones pediátricas

Bronquiolitis

La mayoría de los datos pediátricos que apoyan el uso de cánula nasal de alto flujo fuera del uso neonatal se encuentran en la bronquiolitis. Los pacientes pediátricos con bronquiolitis de leve a grave tienen la mayor cantidad de evidencia para apoyar su uso. Franklin et al. se realizó un ensayo controlado aleatorizado multicéntrico en el que se comparó el uso de cánula nasal de flujo alto (dosis = 2 litros por kilogramo/minuto) con oxígeno estándar en 1.472 lactantes (< 12 meses) con bronquiolitis de moderada a grave . Su resultado primario fue un fracaso del tratamiento que requirió una intensificación de la atención. Solo el 12% o 87/739 bebés en el grupo de cánulas nasales de alto flujo fracasaron en la terapia, mientras que el 23% o 167/733 niños en el grupo de oxígeno estándar requirieron una intensificación de la atención. El fracaso de la terapia se definió por tener tres de cada cuatro signos clínicos, entre ellos taquicardia persistente, taquipnea y desaturación de oxígeno, así como una puntuación de alerta temprana pediátrica elevada. Curiosamente, el 61% o 102/167 bebés que fracasaron en la terapia de oxígeno estándar fueron rescatados con éxito con la cánula nasal de alto flujo. No se observaron diferencias en los desenlaces secundarios, como la duración de la hospitalización, la duración de la oxigenoterapia, el ingreso en la unidad de cuidados intensivos pediátricos (UCIP) o las tasas de intubación.

Otros estudios han demostrado que el uso de HFNC puede disminuir la necesidad de intubación , evitar el ingreso en la UCI y puede ser tan eficaz como el NIPPV en la prevención de la intubación .

Otros Usos en Pediatría

Fuera de la bronquiolitis, hay datos limitados para apoyar el uso de HFNC en pediatría. Hay una evidencia creciente de su uso en otros procesos de enfermedades donde teóricamente puede ser beneficioso. Ha habido algunos ensayos retrospectivos pequeños que examinan su beneficio con el asma . El oxígeno caliente y humidificado puede ser beneficioso para prevenir aún más la inflamación de las vías respiratorias y el broncoespasmo. Las altas tasas de flujo utilizadas con HFNC también pueden satisfacer las demandas inspiratorias del paciente, pero pueden no ser tan efectivas en la administración de broncodilatadores en aerosol a las vías respiratorias distales.

Otros usos pueden incluir neumonía; sin embargo, también se carece de datos y su uso se extrapolaría en gran medida del uso en adultos en neumonía adquirida en la comunidad. Otros procesos de la enfermedad, como el crup, se han examinado retrospectivamente para demostrar que puede haber algún beneficio, así como en pacientes en la fase postextubación tras la retirada de la ventilación mecánica invasiva .

Un uso prometedor puede ser el transporte de niños en estado crítico a hospitales pediátricos más grandes. Los dispositivos de alto flujo más nuevos usan energía de batería y ahora pueden ser portátiles para transportar a los niños en dispositivos de alto flujo en lugar de tener que intubar o usar NIPPV. Su uso parece ser tan seguro como el NIPPV para transportar a niños gravemente enfermos entre hospitales .