"Nunca dubides de que un pequeno grupo de cidadáns reflexivos e dedicados pode cambiar o mundo.De feito, é o único que hai".
A misión de Cureus é cambiar o modelo de publicación médica de longa data, no que o envío de investigacións pode ser caro, complexo e lento.
Cita este artigo como: Kojima Y., Sendo R., Okayama N. et al.(18 de maio de 2022) Relación de osíxeno inhalado en dispositivos de baixo e alto fluxo: un estudo de simulación.Cura 14 (5): e25122.doi:10.7759/cureus.25122
Finalidade: a fracción de osíxeno inhalado debe medirse cando se lle dá osíxeno ao paciente, xa que representa a concentración de osíxeno alveolar, que é importante dende o punto de vista da fisioloxía respiratoria.Polo tanto, o obxectivo deste estudo foi comparar a proporción de osíxeno inhalado obtido con diferentes dispositivos de entrega de osíxeno.
Métodos: Utilizouse un modelo de simulación de respiración espontánea.Mida a proporción de osíxeno inhalado recibido a través de puntas nasais de baixo e alto fluxo e máscaras de osíxeno sinxelas.Despois de 120 s de osíxeno, mediuse a fracción de aire inhalado cada segundo durante 30 s.Tomáronse tres medicións para cada condición.
RESULTADOS: O fluxo de aire diminuíu a fracción de osíxeno inspirado intratraqueal e a concentración extraoral de osíxeno cando se usa unha cánula nasal de baixo fluxo, o que suxire que a respiración espiratoria ocorreu durante a reinhalación e pode estar asociada cun aumento da fracción de osíxeno inspirada intratraqueal.
Conclusión.A inhalación de osíxeno durante a exhalación pode levar a un aumento da concentración de osíxeno no espazo morto anatómico, o que pode estar asociado a un aumento da proporción de osíxeno inhalado.Usando unha cánula nasal de alto fluxo, pódese obter unha alta porcentaxe de osíxeno inhalado mesmo a un caudal de 10 L/min.Ao determinar a cantidade óptima de osíxeno, é necesario establecer o caudal axeitado para o paciente e as condicións específicas, independentemente do valor da fracción de osíxeno inhalado.Cando se usan puntas nasais de baixo fluxo e máscaras de osíxeno simples nun contexto clínico, pode ser difícil estimar a proporción de osíxeno inhalado.
A administración de osíxeno durante as fases aguda e crónica da insuficiencia respiratoria é un procedemento común na medicina clínica.Varios métodos de administración de osíxeno inclúen cánula, cánula nasal, máscara de osíxeno, máscara de reservorio, máscara venturi e cánula nasal de alto fluxo (HFNC) [1-5].A porcentaxe de osíxeno no aire inhalado (FiO2) é a porcentaxe de osíxeno no aire inhalado que participa no intercambio gaseoso alveolar.O grao de osixenación (relación P/F) é a relación entre a presión parcial de osíxeno (PaO2) e FiO2 no sangue arterial.Aínda que o valor diagnóstico da relación P/F segue sendo controvertido, é un indicador de osixenación moi utilizado na práctica clínica [6-8].Polo tanto, é clinicamente importante coñecer o valor da FiO2 ao dar osíxeno a un paciente.
Durante a intubación, a FiO2 pódese medir con precisión cun monitor de osíxeno que inclúe un circuíto de ventilación, mentres que cando se administra o osíxeno cunha cánula nasal e unha máscara de osíxeno, só se pode medir unha "estimación" da FiO2 baseada no tempo inspiratorio.Esta "puntuación" é a relación entre a subministración de osíxeno e o volume das mareas.Non obstante, isto non ten en conta algúns factores desde o punto de vista da fisioloxía da respiración.Os estudos demostraron que as medicións de FiO2 poden verse influenciadas por varios factores [2,3].Aínda que a administración de osíxeno durante a exhalación pode levar a un aumento da concentración de osíxeno en espazos mortos anatómicos como a cavidade bucal, a farinxe e a tráquea, non hai informes sobre esta cuestión na literatura actual.Non obstante, algúns médicos cren que na práctica estes factores son menos importantes e que as "puntuacións" son suficientes para superar os problemas clínicos.
Nos últimos anos, a HFNC atraeu especial atención na medicina de emerxencia e coidados intensivos [9].HFNC proporciona un alto fluxo de FiO2 e osíxeno con dous beneficios principais: o lavado do espazo morto da farinxe e a redución da resistencia nasofarínxea, que non se debe pasar por alto cando se prescribe osíxeno [10,11].Ademais, pode ser necesario asumir que o valor de FiO2 medido representa a concentración de osíxeno nas vías respiratorias ou nos alvéolos, xa que a concentración de osíxeno nos alvéolos durante a inspiración é importante en termos da relación P/F.
Os métodos de entrega de osíxeno distintos da intubación úsanse a miúdo na práctica clínica rutineira.Polo tanto, é importante recoller máis datos sobre a FiO2 medida con estes dispositivos de entrega de osíxeno para evitar unha sobreoxixenación innecesaria e coñecer a seguridade da respiración durante a osixenación.Non obstante, a medición do FiO2 na tráquea humana é difícil.Algúns investigadores tentaron imitar a FiO2 usando modelos de respiración espontánea [4,12,13].Polo tanto, neste estudo, pretendemos medir FiO2 mediante un modelo simulado de respiración espontánea.
Trátase dun estudo piloto que non require aprobación ética porque non implica humanos.Para simular a respiración espontánea, preparamos un modelo de respiración espontánea con referencia ao modelo desenvolvido por Hsu et al.(Fig. 1) [12].Preparáronse ventiladores e pulmóns de proba (Dual Adult TTL; Grand Rapids, MI: Michigan Instruments, Inc.) de equipos de anestesia (Fabius Plus; Lübeck, Alemaña: Draeger, Inc.) para imitar a respiración espontánea.Os dous dispositivos están conectados manualmente mediante correas metálicas ríxidas.Un fol (lado impulsor) do pulmón de proba está conectado ao ventilador.O outro fol (lado pasivo) do pulmón de proba está conectado ao "Modelo de xestión de osíxeno".Tan pronto como o ventilador fornece gas fresco para probar os pulmóns (lado de impulsión), o fol inflárase tirando á forza do outro fol (lado pasivo).Este movemento inhala gas a través da tráquea do maniquí, simulando así a respiración espontánea.
(a) monitor de osíxeno, (b) maniquí, (c) pulmón de proba, (d) dispositivo de anestesia, (e) monitor de osíxeno e (f) ventilador eléctrico.
Os axustes do ventilador foron os seguintes: volume tidal 500 ml, frecuencia respiratoria 10 respiracións/min, relación inspiratoria/espiratoria (relación inhalación/espiración) 1:2 (tempo de respiración = 1 s).Para os experimentos, a conformidade do pulmón de proba estableceuse en 0,5.
Para o modelo de xestión de osíxeno utilizáronse un monitor de osíxeno (MiniOx 3000; Pittsburgh, PA: American Medical Services Corporation) e un maniquí (MW13; Kioto, Xapón: Kyoto Kagaku Co., Ltd.).Inxectouse osíxeno puro a velocidades de 1, 2, 3, 4 e 5 l/min e mediuse a FiO2 para cada un.Para HFNC (MaxVenturi; Coleraine, Irlanda do Norte: Armstrong Medical), as mesturas de osíxeno e aire foron administradas en volumes de 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 e 60 L, e FiO2 foi valorado en cada caso.Para HFNC, os experimentos realizáronse con concentracións de osíxeno do 45%, 60% e 90%.
A concentración de osíxeno extraoral (BSM-6301; Tokio, Xapón: Nihon Kohden Co.) foi medida 3 cm por riba dos incisivos maxilares con osíxeno administrado a través dunha cánula nasal (Finefit; Osaka, Xapón: Japan Medicalnext Co.) (Figura 1).) Intubación mediante un ventilador eléctrico (HEF-33YR; Tokio, Xapón: Hitachi) para expulsar aire da cabeza do maniquí para eliminar a respiración espiratoria traseira e mediuse a FiO2 2 minutos despois.
Despois de 120 segundos de exposición ao osíxeno, mediuse a FiO2 cada segundo durante 30 segundos.Ventilar o maniquí e o laboratorio despois de cada medición.FiO2 mediuse 3 veces en cada condición.O experimento comezou despois da calibración de cada instrumento de medida.
Tradicionalmente, o osíxeno avalíase mediante cánulas nasais para poder medir a FiO2.O método de cálculo utilizado neste experimento variou dependendo do contido da respiración espontánea (táboa 1).As puntuacións calcúlanse en función das condicións de respiración establecidas no dispositivo de anestesia (volume tidal: 500 ml, frecuencia respiratoria: 10 respiracións/min, relación inspiratoria-espiratoria {relación inhalación: espiración} = 1:2).
As "puntuacións" calcúlanse para cada caudal de osíxeno.Utilizouse unha cánula nasal para administrar osíxeno ao LFNC.
Todas as análises realizáronse mediante o software Origin (Northampton, MA: OriginLab Corporation).Os resultados exprésanse como a media ± desviación estándar (DE) do número de probas (N) [12].Redondeamos todos os resultados a dous decimais.
Para calcular a "puntuación", a cantidade de osíxeno que se inhala nos pulmóns nunha única respiración é igual á cantidade de osíxeno dentro da cánula nasal, e o resto é aire exterior.Así, cun tempo de respiración de 2 s, o osíxeno entregado pola cánula nasal en 2 s é de 1000/30 ml.A dose de osíxeno obtida do aire exterior foi do 21% do volume corrente (1000/30 ml).A FiO2 final é a cantidade de osíxeno entregada ao volume tidal.Polo tanto, a "estimación" de FiO2 pódese calcular dividindo a cantidade total de osíxeno consumida polo volume corrente.
Antes de cada medición, o monitor de osíxeno intratraqueal foi calibrado ao 20,8% e o monitor de osíxeno extraoral calibrouse ao 21%.A táboa 1 mostra os valores medios de FiO2 LFNC en cada caudal.Estes valores son 1,5-1,9 veces máis altos que os valores "calculados" (táboa 1).A concentración de osíxeno fóra da boca é maior que no aire interior (21%).O valor medio diminuíu antes da introdución do fluxo de aire do ventilador eléctrico.Estes valores son similares aos "valores estimados".Co fluxo de aire, cando a concentración de osíxeno fóra da boca está preto do aire ambiente, o valor de FiO2 na tráquea é superior ao "valor calculado" de máis de 2 l/min.Con ou sen fluxo de aire, a diferenza de FiO2 diminuíu a medida que aumentaba o caudal (Figura 2).
A táboa 2 mostra os valores medios de FiO2 en cada concentración de osíxeno para unha máscara de osíxeno simple (máscara de osíxeno Ecolite; Osaka, Xapón: Japan Medicalnext Co., Ltd.).Estes valores aumentaron co aumento da concentración de osíxeno (táboa 2).Co mesmo consumo de osíxeno, a FiO2 do LFNK é maior que a dunha simple máscara de osíxeno.A 1-5 L/min, a diferenza de FiO2 é de aproximadamente 11-24%.
A táboa 3 mostra os valores medios de FiO2 para HFNC en cada caudal e concentración de osíxeno.Estes valores estaban próximos á concentración de osíxeno obxectivo, independentemente de que o caudal fose baixo ou alto (táboa 3).
Os valores de FiO2 intratraqueal eran superiores aos valores "estimados" e os valores de FiO2 extraorais eran superiores aos do aire ambiente cando se usaba o LFNC.Atopouse que o fluxo de aire reduce a FiO2 intratraqueal e extraoral.Estes resultados suxiren que a respiración espiratoria ocorreu durante a reinhalación de LFNC.Con ou sen fluxo de aire, a diferenza de FiO2 diminúe a medida que aumenta o caudal.Este resultado suxire que outro factor pode estar asociado coa FiO2 elevada na tráquea.Ademais, tamén indicaron que a osixenación aumenta a concentración de osíxeno no espazo morto anatómico, o que pode deberse a un aumento da FiO2 [2].En xeral, acéptase que a LFNC non provoca reinhalación na exhalación.Espérase que isto poida afectar significativamente a diferenza entre os valores medidos e "estimados" das cánulas nasais.
A baixas taxas de fluxo de 1-5 L/min, a FiO2 da máscara simple era menor que a da cánula nasal, probablemente porque a concentración de osíxeno non aumenta facilmente cando parte da máscara se converte nunha zona anatómicamente morta.O fluxo de osíxeno minimiza a dilución do aire da sala e estabiliza o FiO2 por encima dos 5 l/min [12].Por debaixo de 5 l/min, prodúcense valores baixos de FiO2 debido á dilución do aire da sala e á reinhalación do espazo morto [12].De feito, a precisión dos medidores de fluxo de osíxeno pode variar moito.O MiniOx 3000 úsase para controlar a concentración de osíxeno, pero o dispositivo non ten unha resolución temporal suficiente para medir os cambios na concentración de osíxeno exhalado (os fabricantes especifican 20 segundos para representar unha resposta do 90%).Isto require un monitor de osíxeno cunha resposta de tempo máis rápida.
Na práctica clínica real, a morfoloxía da cavidade nasal, da cavidade oral e da farinxe varía dunha persoa a outra e o valor de FiO2 pode diferir dos resultados obtidos neste estudo.Ademais, o estado respiratorio dos pacientes difire e un maior consumo de osíxeno conduce a un menor contido de osíxeno nas respiracións espiratorias.Estas condicións poden levar a valores máis baixos de FiO2.Polo tanto, é difícil avaliar FiO2 fiable cando se usan LFNK e máscaras de osíxeno sinxelas en situacións clínicas reais.Non obstante, este experimento suxire que os conceptos de espazo morto anatómico e respiración espiratoria recorrente poden influír na FiO2.Tendo en conta este descubrimento, o FiO2 pode aumentar significativamente mesmo a baixos caudais, dependendo das condicións máis que das "estimacións".
A Sociedade Torácica Británica recomenda que os médicos prescriban osíxeno segundo o intervalo de saturación obxectivo e vixien o paciente para manter o intervalo de saturación obxectivo [14].Aínda que o "valor calculado" da FiO2 neste estudo foi moi baixo, é posible acadar unha FiO2 real superior ao "valor calculado" dependendo da condición do paciente.
Cando se usa HFNC, o valor de FiO2 está próximo á concentración de osíxeno establecida, independentemente do caudal.Os resultados deste estudo suxiren que se poden acadar altos niveis de FiO2 mesmo a un caudal de 10 L/min.Estudos similares non mostraron cambios na FiO2 entre 10 e 30 L [12,15].A alta taxa de fluxo de HFNC elimina a necesidade de considerar o espazo morto anatómico [2,16].O espazo morto anatómico pode ser eliminado a un caudal de osíxeno superior a 10 l/min.Dysart et al.Suponse que o principal mecanismo de acción da VPT pode ser o lavado do espazo morto da cavidade nasofarínxea, reducindo así o espazo morto total e aumentando a proporción de ventilación por minutos (é dicir, ventilación alveolar) [17].
Un estudo previo de HFNC utilizou un catéter para medir a FiO2 na nasofarinxe, pero a FiO2 foi menor que neste experimento [15,18-20].Ritchie et al.Informeuse de que o valor calculado de FiO2 achégase a 0,60 a medida que o fluxo de gas aumenta por riba dos 30 l/min durante a respiración nasal [15].Na práctica, os HFNC requiren caudais de 10-30 L/min ou máis.Debido ás propiedades do HFNC, as condicións na cavidade nasal teñen un efecto significativo, e HFNC adoita activarse a altas taxas de fluxo.Se a respiración mellora, tamén pode ser necesaria unha diminución do caudal, xa que a FiO2 pode ser suficiente.
Estes resultados baséanse en simulacións e non suxiren que os resultados de FiO2 se poidan aplicar directamente a pacientes reais.Non obstante, en base a estes resultados, no caso de intubación ou dispositivos que non sexan HFNC, pódese esperar que os valores de FiO2 varíen significativamente dependendo das condicións.Cando se administra osíxeno cun LFNC ou unha máscara de osíxeno simple no ámbito clínico, o tratamento adoita avalíase só polo valor de "saturación arterial periférica de osíxeno" (SpO2) mediante un oxímetro de pulso.Co desenvolvemento da anemia, recoméndase un tratamento estrito do paciente, independentemente da SpO2, PaO2 e o contido de osíxeno no sangue arterial.Ademais, Downes et al.e Beasley et al.Suxeriuse que os pacientes inestables poden estar en risco debido ao uso profiláctico da terapia de osíxeno altamente concentrado [21-24].Durante os períodos de deterioro físico, os pacientes que reciben osíxeno terapia altamente concentrada terán lecturas altas do oxímetro de pulso, o que pode enmascarar unha diminución gradual da relación P/F e, polo tanto, pode non alertar ao persoal no momento adecuado, o que provoca un deterioro inminente que require intervención mecánica.apoiar.Anteriormente pensábase que o alto FiO2 proporciona protección e seguridade para os pacientes, pero esta teoría non é aplicable ao ámbito clínico [14].
Polo tanto, hai que ter coidado mesmo cando se prescribe osíxeno no período perioperatorio ou nas primeiras fases da insuficiencia respiratoria.Os resultados do estudo mostran que só se poden obter medicións precisas de FiO2 con intubación ou HFNC.Cando se utiliza un LFNC ou unha máscara de osíxeno simple, débese proporcionar osíxeno profiláctico para evitar unha insuficiencia respiratoria leve.Estes dispositivos poden non ser axeitados cando se require unha avaliación crítica do estado respiratorio, especialmente cando os resultados de FiO2 son críticos.Mesmo a baixas taxas de fluxo, a FiO2 aumenta co fluxo de osíxeno e pode enmascarar a insuficiencia respiratoria.Ademais, mesmo cando se usa SpO2 para o tratamento postoperatorio, é desexable ter un caudal o máis baixo posible.Isto é necesario para a detección precoz da insuficiencia respiratoria.O alto fluxo de osíxeno aumenta o risco de falla de detección precoz.A dosificación de osíxeno debe determinarse despois de determinar que signos vitais melloran coa administración de osíxeno.Só en base aos resultados deste estudo, non se recomenda cambiar o concepto de xestión do osíxeno.Non obstante, cremos que as novas ideas presentadas neste estudo deben considerarse en termos de métodos empregados na práctica clínica.Ademais, á hora de determinar a cantidade de osíxeno recomendada polas directrices, é necesario establecer o fluxo axeitado para o paciente, independentemente do valor de FiO2 para as medicións rutineiras de fluxo inspiratorio.
Propoñemos reconsiderar o concepto de FiO2, tendo en conta o alcance da osixenoterapia e as condicións clínicas, xa que a FiO2 é un parámetro indispensable para xestionar a administración de osíxeno.Non obstante, este estudo ten varias limitacións.Se se pode medir FiO2 na tráquea humana, pódese obter un valor máis preciso.Non obstante, actualmente é difícil realizar tales medicións sen ser invasivas.No futuro deberían realizarse máis investigacións utilizando dispositivos de medición non invasivos.
Neste estudo, medimos a FiO2 intratraqueal usando o modelo de simulación de respiración espontánea LFNC, máscara de osíxeno simple e HFNC.O manexo do osíxeno durante a exhalación pode levar a un aumento da concentración de osíxeno no espazo morto anatómico, o que pode estar asociado a un aumento da proporción de osíxeno inhalado.Con HFNC pódese obter unha alta proporción de osíxeno inhalado mesmo a un caudal de 10 l/min.Ao determinar a cantidade óptima de osíxeno, é necesario establecer o caudal axeitado para o paciente e as condicións específicas, non depende só dos valores da fracción de osíxeno inhalado.Estimar a porcentaxe de osíxeno inhalado cando se usa un LFNC e unha máscara de osíxeno simple nun contexto clínico pode ser un reto.
Os datos obtidos indican que a respiración espiratoria está asociada a un aumento da FiO2 na tráquea do LFNC.Á hora de determinar a cantidade de osíxeno recomendada polas directrices, é necesario establecer o fluxo axeitado para o paciente, independentemente do valor de FiO2 medido mediante o fluxo inspiratorio tradicional.
Suxeitos humanos: todos os autores confirmaron que non participaron humanos nin tecidos neste estudo.Suxeitos animais: todos os autores confirmaron que ningún animal ou tecido estivo implicado neste estudo.Conflitos de intereses: de acordo co formulario de divulgación uniforme do ICMJE, todos os autores declaran o seguinte: Información de pago/servizo: Todos os autores declaran que non recibiron apoio financeiro de ningunha organización para o traballo enviado.Relacións financeiras: Todos os autores declaran que non teñen actualmente nin nos últimos tres anos relación financeira con ningunha organización que poida estar interesada no traballo presentado.Outras relacións: Todos os autores declaran que non existen outras relacións ou actividades que poidan afectar o traballo presentado.
Queremos agradecer ao Sr. Toru Shida (IMI Co., Ltd, Centro de Atención ao Cliente de Kumamoto, Xapón) a súa axuda con este estudo.
Kojima Y., Sendo R., Okayama N. et al.(18 de maio de 2022) Relación de osíxeno inhalado en dispositivos de baixo e alto fluxo: un estudo de simulación.Cura 14 (5): e25122.doi:10.7759/cureus.25122
© Copyright 2022 Kojima et al.Este é un artigo de acceso aberto distribuído baixo os termos da licenza Creative Commons Attribution CC-BY 4.0.Permítese o uso, distribución e reprodución ilimitados en calquera medio, sempre que se acredite o autor e a fonte orixinais.
Este é un artigo de acceso aberto distribuído baixo a licenza Creative Commons Attribution, que permite o uso, distribución e reprodución sen restricións en calquera medio, sempre que se identifique o autor e a fonte.
(a) monitor de osíxeno, (b) maniquí, (c) pulmón de proba, (d) dispositivo de anestesia, (e) monitor de osíxeno e (f) ventilador eléctrico.
Os axustes do ventilador foron os seguintes: volume tidal 500 ml, frecuencia respiratoria 10 respiracións/min, relación inspiratoria/espiratoria (relación inhalación/espiración) 1:2 (tempo de respiración = 1 s).Para os experimentos, a conformidade do pulmón de proba estableceuse en 0,5.
As "puntuacións" calcúlanse para cada caudal de osíxeno.Utilizouse unha cánula nasal para administrar osíxeno ao LFNC.
Scholarly Impact Quotient™ (SIQ™) é o noso único proceso de avaliación posterior á publicación.Consulta máis información aquí.
Esta ligazón levarache a un sitio web de terceiros non afiliado a Cureus, Inc. Teña en conta que Cureus non se fai responsable do contido ou das actividades dos nosos socios ou sitios afiliados.
Scholarly Impact Quotient™ (SIQ™) é o noso único proceso de avaliación posterior á publicación.SIQ™ avalía a importancia e calidade dos artigos utilizando a sabedoría colectiva de toda a comunidade de Cureus.Anímase a todos os usuarios rexistrados a contribuír ao SIQ™ de calquera artigo publicado.(Os autores non poden valorar os seus propios artigos.)
As puntuacións altas deberían reservarse para traballos verdadeiramente innovadores nos seus respectivos campos.Calquera valor superior a 5 debe considerarse por riba da media.Aínda que todos os usuarios rexistrados de Cureus poden valorar calquera artigo publicado, as opinións dos expertos na materia teñen moito máis peso que as dos non especialistas.O SIQ™ dun artigo aparecerá ao lado do artigo despois de ser valorado dúas veces e volverase calcular con cada puntuación adicional.
Scholarly Impact Quotient™ (SIQ™) é o noso único proceso de avaliación posterior á publicación.SIQ™ avalía a importancia e calidade dos artigos utilizando a sabedoría colectiva de toda a comunidade de Cureus.Anímase a todos os usuarios rexistrados a contribuír ao SIQ™ de calquera artigo publicado.(Os autores non poden valorar os seus propios artigos.)
Ten en conta que, ao facelo, aceptas ser engadido á nosa lista de correo electrónico mensual.