PMC

przegląd

mechanizmy działania

istnieje wiele korzystnych mechanizmów działania, które zostały przypisane skuteczności kaniuli nosowej o dużym przepływie u dorosłych i dzieci z niewydolnością oddechową. Nie jest jasne, które z korzyści są najważniejsze i może zależeć od indywidualnej etiologii niewydolności oddechowej pacjenta. Mechanizmy działania poniżej nie są wymienione w kolejności ważności, ale raczej po to, aby dać czytelnikowi łatwy do zapamiętania mnemoniczny (HIFLOW) dla mechanizmów, które zostały przypisane do stosowania tlenu nosowego o dużym przepływie.

podgrzewany i nawilżany

podgrzewany i nawilżany tlen ma wiele zalet w porównaniu ze standardową tlenoterapią. Standardowa tlenoterapia dostarczana przez kaniulę nosową lub inne urządzenie, takie jak maska bez rebreathera (nrbm), dostarcza zimny (nie rozgrzany) i suchy (nie nawilżony) Gaz. Ten zimny, suchy gaz może prowadzić do zapalenia dróg oddechowych, zwiększenia oporu dróg oddechowych i upośledzenia funkcji śluzowo-żółciowych, prawdopodobnie upośledzając klirens wydzieliny . Ponadto, znaczna ilość energii jest zużywana przez osoby zarówno do ogrzewania, jak i nawilżania gazu podczas normalnego oddychania . Tak więc ogrzewany i nawilżany tlen może poprawić klirens wydzielania, zmniejszyć stan zapalny dróg oddechowych, a także zmniejszyć wydatek energetyczny, szczególnie w przypadku ostrej niewydolności oddechowej .

wymagania wdechowe

jedną z oczywistych korzyści jest to, że kaniula nosowa o dużym przepływie może dostarczać bardzo wysokie natężenie przepływu gazu, próbując dopasować się do wymagań przepływu wdechowego pacjenta. Jest to ważne, ponieważ pacjenci w ostrej niewydolności oddechowej mogą stać się bardzo szybko przyspieszeni, a ich szczytowe przepływy wdechowe (PIF), które zwykle mogą wynosić 30 L/min – 60 L/min w spoczynku, mogą osiągnąć 120 L/min w ostrej niewydolności oddechowej . Jeśli pacjenci z niewydolnością oddechową (z częstością PIF do 60 – 120 L/min i wysokimi objętościami minutowymi (> 20 L/min u niektórych dorosłych)) zostaną umieszczeni na masce NRB o stężeniu 15 L/min, może to nie zapewnić odpowiedniego wsparcia. Zostanie to omówione w dalszej części tego przeglądu, gdy omówimy koncepcję rozcieńczania tlenu. Jednym z głównych mechanizmów usprawniających pracę pacjenta w zakresie oddychania jest próba dopasowania ich szczytowego zapotrzebowania na przepływ wdechowy za pomocą urządzenia o dużym przepływie.

funkcjonalna pojemność resztkowa

istnieje pewna debata na temat poziomu dodatniego ciśnienia końcowego wydechu (PEEP) zapewnianego przez urządzenia o dużym przepływie. Najlepsze szacunki to 1 cm H20 PEEP na każde 10 L/min przepływu dostarczanego przy zamkniętym oddychaniu przez usta .

istnieje wiele różnic w badaniach mierzących, ile PEEP mogą generować kaniule o dużym przepływie. Może się to różnić w zależności od pacjenta, ponieważ istnieje wiele czynników, które mogą wpływać na to, ile PEEP może być faktycznie dostarczone pacjentowi. Czynniki, takie jak rozmiar pacjenta (otyły, dorosły, dziecko), dostarczane natężenie przepływu w litrze (L/min) i oddychanie z otwartymi ustami w porównaniu z zamkniętymi ustami (ciśnienie może uciec, gdy usta pacjenta są otwarte), mogą wpływać na ilość dostarczanego PEEP .

debata może być kontynuowana, ale wydaje się, że HFNC może zwiększyć funkcjonalną pojemność resztkową pacjenta (FRC) lub objętość płuc pod koniec wydechu, co zwykle poprawia PEEP. Badanie przeprowadzone przez Riera et al. wykazano zastosowanie hfnc zwiększonej end-expiratory lung impedance (EELI), co oznacza poprawę FRC . W celu wykazania zwiększonego EELI wykorzystano tomografię impedancyjną (EIT), nieinwazyjną metodę obrazowania w czasie rzeczywistym, która zapewnia przekrojowy obraz wentylacji płuc.

wydaje się również, że zastosowanie HFNC może zmniejszyć napięcie wstępne poprzez zwiększenie ciśnienia wewnątrzgałkowego, ponownie inną cechą powszechnie przypisywaną dodaniu PEEP. Roca i in. w badaniu sekwencyjnym z udziałem 10 pacjentów (New York Heart Association (NYHA) Klasyfikacja III – niewydolność serca, ale nie w ostrej zastoinowej niewydolności serca (CHF) zaostrzenie) wykazano, że stosowanie HIFLOW spowodowało wdechowe załamanie żyły głównej dolnej (IVC) od wartości wyjściowej pacjenta, które mierzono za pomocą echokardiogramu .

zastosowanie kaniuli nosowej o wysokim przepływie wydaje się powodować rekrutację pęcherzyków płucnych i zwiększenie FRC, a także zwiększone ciśnienie wewnątrzgałkowe, prawdopodobnie w wyniku dodania PEEP; nie jest jednak pewne, czy może inny mechanizm może być odpowiedzialny za te ustalenia.

lżejsze

pacjenci często wolą stosowanie HFNC niż nieinwazyjnej ciągłej lub dwupoziomowej wentylacji z dodatnim ciśnieniem (CPAP lub BPAP), ponieważ ciasna maska może być niewygodna dla niektórych pacjentów. Mogą nawet wolą go od standardowej kaniuli nosowej (NC) ze względu na ogrzane, nawilżone gazy, które nie wysuszą ich błony śluzowej, jak standardowa tlenoterapia . Może to prowadzić do większej zgodności z HFNC i być może poprawy dotlenienia pacjenta i pracy oddychania.

rozcieńczenie O2

uczono, że 1 L/min podawane przez kaniulę nosową dostarczy ~4% FiO2 powyżej powietrza w pomieszczeniu (21%). Tak więc, 1 L / min Przez NC powinno dostarczać ~ 25% FiO2, podczas gdy 2 L / min powinno dostarczać 29% FiO2 (Tabela 1). Wielu odnosi się do tego jako do” reguły 1: 4″ i do tej koncepcji, która jest szeroko nauczana; przyjrzyjmy się temu dokładniej.

rozważmy pacjenta o masie 70 kg oddychającego 30-40 uderzeń na minutę (bpm) z normalną objętością pływów (~500 mL), u którego rozwija się ostra hipoksemia. Wentylacja minutowa pacjenta wynosiłaby od 15 do 20 L/min. Jeśli pacjent zostanie umieszczony na 6 L/min NC, teoretycznie powinno to dostarczyć FiO2 ~ 45% (6 L x 4% = 24 + powietrze w pomieszczeniu (21%) = 45%), jeśli „zasada 1:4” jest prawdziwa. Jeśli ten pacjent oddycha 15-20 L przez usta i nares (wokół kaniuli nosowej) przy 21%, to gaz docierający do tchawicy pacjenta zostanie rozcieńczony powietrzem z pomieszczenia i będzie bliższy 21% FiO2 zamiast 45% FiO2 (ryc. 1).

aby skutecznie dostarczać pacjentowi większe ilości FiO2, minimalne wymagania pacjenta dotyczące wentylacji i wdechów muszą być nie tylko dopasowane, ale także przekroczone, aby zminimalizować skutki rozcieńczania tlenu (ryc. 2).

wymywanie martwej przestrzeni

możemy normalnie wznowić oddychanie jedną trzecią naszej wcześniej wygasłej objętości pływowej i zamiast oddychać 21% (powietrze w pomieszczeniu) i znikomą ilością dwutlenku węgla, możemy wznowić oddychanie bardziej jak 15-16% tlenu i 5 – 6% dwutlenku węgla. Dzieje się tak, ponieważ wcześniej wydychany oddech (o niskiej zawartości tlenu i zawierający dwutlenek węgla) nie jest w pełni wydychany i pozostaje w górnych drogach oddechowych. Kiedy pacjent bierze swój kolejny oddech z gazu atmosferycznego, nie cały ten gaz faktycznie dostanie się do pęcherzyków płucnych. W rzeczywistości jest to mieszanina nowego gazu atmosferycznego (21% FiO2, nieistotny CO2) i ich wcześniej wydychanego gazu (< 21% tlenu z większą ilością CO2), która wchodzi do pęcherzyków płucnych w celu wymiany gazowej. U pacjentów z ostrą niewydolnością oddechową odsetek gazu, który odnawiamy, staje się większy i w rezultacie możemy odnawiać większe ilości dwutlenku węgla, gdy wypływamy z mieszanego zbiornika z naszych górnych dróg oddechowych.

jedną z głównych zalet HFNC (niektórzy twierdzą, że jest to faktycznie główna korzyść) jest to, że zapewnia ciągły przepływ świeżego gazu przy dużych prędkościach przepływu, zastępując lub wymywając martwą przestrzeń gardła pacjenta (Stary Gaz o niskiej zawartości tlenu i wysokiej zawartości CO2). Każdy oddech, który pacjent ponownie oddycha kaniulą nosową o dużym przepływie, będzie miał wyprany dwutlenek węgla i zastąpiony gazem bogatym w tlen, co poprawi wydajność oddychania .

Rysunek 3 (poniżej) daje łatwy do zapamiętania mnemoniczny do przypomnienia mechanizmów działania kaniuli nosowej o dużym przepływie.

większość korzyści płynących z kaniuli nosowej o dużym przepływie, jak omówiliśmy powyżej, wynika z wysokich natężeń przepływu, które można dostarczyć (ryc. 4). Dostarczanie ogrzewanego i nawilżonego tlenu ma znaczące korzyści, ale aby zoptymalizować skuteczność kaniuli nosowej o dużym przepływie dla pacjenta, upewnij się, że przepływ wdechowy jest zoptymalizowany. Jak omówimy w naszej następnej sekcji, dane pediatryczne (szczególnie w zapaleniu oskrzelików) pokazują, że natężenie przepływu 2 L/kg/min jest skuteczne i dobrze tolerowane, aż do maksymalnego natężenia przepływu 60 L/kg/min u dorosłych.

wskazania dla dorosłych

ostra Hipoksemiczna niewydolność oddechowa (głównie z powodu zapalenia płuc nabytego we Wspólnocie)

zapalenie płuc nabyte we Wspólnocie wydaje się idealnym wskazaniem do stosowania kaniuli nosowej o dużym przepływie. Ogrzewany, nawilżony tlen powinien umożliwić lepszą mobilizację wydzielin, a jego zdolność do minimalizowania rozcieńczania tlenu, spełniania wymagań wdechowych i poprawy objętości wydechowych płuc, wszystko wydaje się idealne u pacjentów z zapaleniem płuc. HFNC może pozwolić pacjentom na kaszel, mobilizację wydzieliny i być odessanym, jeśli to konieczne, wszystkie korzyści, które często są trudne do osiągnięcia, gdy pacjent jest na nieinwazyjnej wentylacji dodatniego ciśnienia (NIPPV). Jedynym wyjątkiem będą pacjenci z zaostrzeniem ostrej przewlekłej obturacyjnej choroby płuc (POChP) spowodowanym zapaleniem płuc, ponieważ istnieją dowody świadczące o zmniejszonej śmiertelności i konieczności intubacji z użyciem NIPPV . Pierwszorzędowym wynikiem były wskaźniki intubacji, a dane nie wykazały statystycznie istotnej różnicy między grupami. Chociaż badanie to wydawało się negatywnym badaniem dotyczącym stosowania kaniuli nosowej o dużym przepływie, wynik wtórny (90-dniowa śmiertelność z wszystkich przyczyn) wykazał, że stosowanie HFNC, nawet po dostosowaniu się do ciężkości choroby (ostra Fizjologia i przewlekła ocena zdrowia (APACHE) II i niewydolność serca), zostało ulepszone dzięki zastosowaniu HFNC w porównaniu do NIPPV i standardowej terapii tlenowej. Analiza post hoc wykazała również statystycznie istotne zmniejszenie częstości intubacji u pacjentów z ciężką niewydolnością oddechową (PaO2/FiO2 ≤ 200) stosujących HFNC. Metaanaliza Ni et al. wykazano również, że stosowanie HFNC w porównaniu z NIPPV i konwencjonalną tlenoterapią (COT) było związane ze zmniejszeniem częstości intubacji intubacyjnej w ostrej niewydolności oddechowej .

ostatnie badania Azoulay et al. porównanie stosowania kaniuli nosowej o dużym przepływie ze standardową tlenoterapią u pacjentów z obniżoną odpornością z ostrą hipoksemiczną niewydolnością oddechową nie wykazało różnicy w 28-dniowej śmiertelności między grupami . Pacjenci byli ekstubowani, a następnie randomizowani do standardowej terapii tlenowej, która byłaby uważana za standard opieki w tej grupie pacjentów niskiego ryzyka, lub do HFNC. Grupa ekstubowana do kaniuli nosowej o dużym przepływie miała statystycznie znamienny niższy wskaźnik reintubacji (4,9%) w porównaniu ze standardową tlenoterapią (12,2%). Nie jest jasne, dlaczego zaobserwowano tę korzyść, ale jest to z pewnością grupa, w której wielu intensivistów prawdopodobnie nie próbowałoby użyć kaniuli nosowej o dużym przepływie jako terapii, ponieważ jest ona zwykle zarezerwowana dla pacjentów z większym ryzykiem.

przedtlenienie przed intubacją

intubacja krytycznie chorego pacjenta jest zabiegiem wysokiego ryzyka z wysokim wskaźnikiem powikłań, w tym hipoksemii, niedociśnienia, a nawet zatrzymania krążenia . Wysokoprzepływowa kaniula nosowa ma przewagę w porównaniu z alternatywnymi metodami, takimi jak wentylacja worka-maski (BMV) i NIPPV. Kaniula nosowa o wysokim przepływie może pozostać na pacjencie i zapewnić kontynuację terapii tlenowej, a także ewentualnie zapewnić dodatnie ciśnienie, nawet w okresie bezdechowym w porównaniu do BMV i NIPPV, które muszą zostać usunięte podczas procedury intubacji. Kaniula nosowa o dużym przepływie może być równie skuteczna jak NIPPV i lepsza od standardowej terapii tlenowej w celu wstępnego natlenienia przed intubacją u pacjentów o krytycznym znaczeniu .

nie Resuscytować (DNR)/Nie Intubować (DNI) w niewydolności oddechowej

Peters i in. wykazano, że HFNC może być skuteczną terapią u pacjentów z ostrym hipoksemią i łagodną hiperkapnią (pCO2 < 65) . Terapia ta była dobrze tolerowana i zapewniała akceptowalne dotlenienie bez konieczności eskalacji do NIPPV u 82% pacjentów. To urządzenie zapewnia zarówno korzyści terapeutyczne, jak i paliatywne i może pozwolić na leczenie pacjentów poza OIOM

kardiogenny obrzęk płuc

nie ma zbyt wielu przekonujących danych, aby zalecić stosowanie HFNC u pacjentów z kardiogennym obrzękiem płuc; jednak, jak wspomniano wcześniej, wiemy, że może zwiększyć ciśnienie śródoperacyjne, a zatem może zmniejszyć obciążenie wstępne. Makdee et al. wykazano, że kaniula nosowa o dużym przepływie poprawiła nasilenie duszności u pacjentów z ostrym kardiogennym obrzękiem płuc w oddziale ratunkowym w porównaniu z tlenoterapią (NC lub NRBM) . W celu wykazania skuteczności leku w tej populacji pacjentów potrzebne są dodatkowe dane; może to być jednak rozsądne leczenie dla osób, które nie są w stanie tolerować NIPPV.

wskazania pediatryczne

zapalenie oskrzelików

większość danych pediatrycznych potwierdzających stosowanie kaniuli nosowej o dużym przepływie poza noworodkiem dotyczy zapalenia oskrzelików. Pacjenci pediatryczni z łagodnym do ciężkiego zapaleniem oskrzelików mają najwięcej dowodów na poparcie jego stosowania. Franklin i in. przeprowadzono wieloośrodkowe, randomizowane, kontrolowane badanie porównujące stosowanie kaniuli nosowej o dużym przepływie (dawka = 2 litry na kilogram / min) ze standardowym tlenem u 1472 niemowląt (< 12 miesięcy) z umiarkowanym do ciężkiego zapaleniem oskrzelików . Ich głównym skutkiem była niepowodzenie leczenia wymagające eskalacji opieki. Tylko 12% lub 87/739 niemowląt w grupie z kaniulą nosową o dużym przepływie zawiodło leczenie, podczas gdy 23% lub 167/733 dzieci w grupie z tlenem standardowym wymagało eskalacji opieki. Niepowodzenie leczenia określono na podstawie trzech z czterech objawów klinicznych, w tym utrzymującego się tachykardii, tachypnea i desaturacji tlenu, a także podwyższonego wskaźnika wczesnego ostrzegania u dzieci. Co ciekawe, 61% lub 102/167 niemowląt, które nie przeszły standardowej terapii tlenowej, zostało uratowanych za pomocą kaniuli nosowej o dużym przepływie. Nie stwierdzono różnic w wynikach wtórnych, w tym długości pobytu w szpitalu, czasu trwania terapii tlenowej, przyjęcia na oddział intensywnej terapii dziecięcej (Picu) lub częstości intubacji.

inne badania wykazały , że stosowanie HFNC może zmniejszać potrzebę intubacji , zapobiegać przyjęciu na OIOM i może być równie skuteczne jak NIPPV w zapobieganiu intubacji .

Inne zastosowania w pediatrii

poza zapaleniem oskrzelików istnieją ograniczone dane potwierdzające stosowanie HFNC w pediatrii. Istnieją pewne rosnące dowody na jego zastosowanie w innych procesach chorobowych, w których teoretycznie może być korzystne. Przeprowadzono kilka małych retrospektywnych badań oceniających jego korzyści z astmą . Ogrzewany i nawilżony tlen może być korzystny w celu dalszego zapobiegania zapaleniu dróg oddechowych i skurczowi oskrzeli. Wysokie natężenia przepływu stosowane z HFNC mogą również spełniać wymagania wdechowe pacjenta, ale mogą nie być tak skuteczne w dostarczaniu aerozolizowanych leków rozszerzających oskrzela do dystalnych dróg oddechowych.

Inne zastosowania mogą obejmować zapalenie płuc; brak jest jednak również danych i jego stosowanie byłoby w dużej mierze ekstrapolowane na podstawie stosowania u dorosłych w zapaleniu płuc nabytym we Wspólnocie. Inne procesy chorobowe, takie jak zad, zostały zbadane retrospektywnie , wykazując, że mogą istnieć pewne korzyści, jak również u pacjentów w fazie po ekstubacji po odstawieniu inwazyjnej wentylacji mechanicznej .

obiecującym zastosowaniem może być transport krytycznie chorych dzieci do większych szpitali pediatrycznych. Nowsze urządzenia o dużym przepływie wykorzystują zasilanie bateryjne i mogą być teraz przenośne do transportu dzieci na urządzeniach o dużym przepływie, zamiast konieczności intubacji lub używania NIPPV. Jego stosowanie wydaje się być równie bezpieczne jak NIPPV do transportu ciężko chorych dzieci między szpitalami .