Umidificazione, ossigenoterapia e monitoraggio della SaO · Ventilazione Scambio dei gas a livello...

Umidificazione,

ossigenoterapia e

monitoraggio della SaO2

UOC di Pediatria d’Urgenza e

Terapia Intensiva Pediatrica

Roberto Cicchetti

Obiettivi

UOC di Pediatria d’Urgenza e Terapia Intensiva Pediatrica

• comprendere le basi fisiopatologiche che

sottostanno alla terapia con ossigeno

• conoscere le basi del metodo più semplice di

monitoraggio della terapia con ossigeno

• conoscere i diversi dispositivi medicali per la

somministrazione di ossigeno nel bambino

Ossigenazione tessutale


Dipende da 4 fattori:

Ventilazione Scambio dei gas a livello alveolare

Circolazione polmonare e periferica

Concentrazione di emoglobina

Monitoraggio O2

• Invasivo emogasanalisi arteriosa

PaO2 > 85 mmHg

• Non invasivo emogasanalisi transcutanea

PaO2 > 85 mmHg

pulsossimetria

SaO2 > 95 %


La saturazione di O2 (SaO2), ovvero il grado di saturazione

dell’emoglobina da parte dell’O2, deve variare tra il 90% e il 100%,

prendendo come limite inferiore ottimale 95%.


Per ipossia s’intende una SaO2 inferiore a tali

valori in aria ambiente (AA), ovvero con una

concentrazione del 21% di O2 (FiO2 0,21).

L’ipossia tissutale comporta una condizione di acidosi lattica.

La saturazione di O2 (SaO2) viene misurata tramite il pulsossimetro

che, grazie ad un lettore a luce rossa e infrarossa, misura anche la

frequenza di polso e la curva pletismografica.


SaO2

FC

pletismografia

PULSOSSIMETRO

Il led emette luce rossa ed infrarossa che attraversa tessuti, ossa, pelle

e sangue sia arterioso sia venoso.


• Solo la luce alternante dovuta alla pulsazione viene rilevata (pulsossimetro)

• Elimina dal segnale qualsiasi fonte non pulsatile (vene, tessuti, pigmenti)

• Non vengono misurati altri tipi di emoglobina (HbCO, metaemoglobina)

La HbO2 assorbe luce dello spettro rosso mentre la RHb assorbe luce

dello spettro infrarosso


La trasmissione di ciascuna onda luminosa è inversamente

proporzionale alla concentrazione di HbO2 e RHb.

SO2 (%) = (HbO2/HbO2+RHb) x 100

Anemia e cianosi

• La cianosi è evidente solo quando la SaO2 < 90%

• Spesso è assente nei casi di anemia grave (se arriva al

30% dei valori normali),

• E’ più evidente nei pazienti con policitemia

• La somministrazione di O2 al 100% nel paziente anemico

riduce sono parzialmente il difetto di ossigenazione


Umidificazione e riscaldamento

dei gas respirati


I gas medicali sono molto freddi perché:


l'umidificazione e il riscaldamento avviene a spese

delle mucose

• compressi

• l'O2, gorgogliando in H2O, abbassa

ulteriormente la sua temperatura di qualche

grado per evaporazione


aumento del lavoro respiratorio

Una miscela troppo fredda (<35°C)

- aumento della lesività dell'O2 sulla

mucosa

- aumento delle resistenze vascolari

polmonari (vasocostrizione)

- aumento della contrattilità della

muscolatura bronchiale

(broncostruzione)

e anidra produce:

- disidratazione del muco

- riduzione dello spessore del film acquoso

- rallentamento della clearance mucociliare

- ristagno delle secrezioni

- aumento suscettibilità alle infezioni

Le apparecchiature migliori sono quelle che permettono la contemporanea

umidificazione e riscaldamento della miscela inspirata.


37° C

33° C

37 °C 44 mg/L

Presidi e FiO2


- flusso inspiratorio: il bambino ha fisiologicamente flussi inspiratori più

bassi dell'adulto, per cui sono sufficienti ridotti flussi di O2 per ottenere la

stessa FiO2 di un adulto

- ventilazione al minuto: la FiO2 risulta inversamente proporzionale alla

frequenza respiratoria

E’ molto difficile quantificare la FiO2 somministrata mediante un sistema

aperto poiché i gas si miscelano con l’aria circostante.


Ad esempio, per ottenere una FiO2 di 0.3, si rendono necessari

approssimativamente 0.2-0.3 l/min nel neonato, 1 l/min nel bambino e 3 l/min

nell'adulto.

Sistemi a basso flusso (1 - 5 L/m): l’AA viene miscelata in varia misura

all’O2 erogato, fornendo al paziente FiO2 variabili, comunque inferiori al

50-60%.

L’orofaringe e il nasofaringe provvedono al riscaldamento e

all’umidificazione della miscela gassosa inspirata.


Presidi per la somministrazione di O2

Sistemi ad alto flusso (> 5 L/m): in grado di poter fornire l’intero volume di

O2 puro (fino a FiO2 1 ovvero 100%).

E’ indispensabile provvedere a umidificazione e riscaldamento

adeguati.

Cannule nasali a basso flusso


• abbastanza confortevoli e ben tollerate

•consentono l'umidificazione fisiologica dell'ossigeno

• permettono di continuare l'ossigenoterapia durante la fisioterapia,

l'alimentazione e la somministrazione di farmaci

• sono semplici da usare e di basso costo

limiti: • non si possono raggiungere FiO2 elevate

• è impossibile un'accurata misurazione dell'ossigeno erogato

• ad alti flussi: - secrezioni dense e secche

- sanguinamenti dal naso

- ostruzioni delle narici

Corrispondenza teorica tra flusso di ossigeno e

FiO2 somministrato mediante nasocannule

FiO2

Flusso litri/minuto

Adulto Bambino/

Lattante

Cannula

nasale 24-40% 1-6 0,1-4

Utile nei bambini piccoli che richiedono più alte FiO2 come, per esempio, quelli

appena svezzati dal ventilatore o con patologie polmonari come la bronchiolite.

limiti: limita i movimenti del bambino nonché la

sua visuale se vengono utilizzati gas

riscaldati

Cappetta


Il flusso di O2 deve superare i 4-7 L/min, a

seconda della grandezza della cappetta al

fine di evitare il rebreathing di CO2

FiO2 dal 30 al 60%

A basse velocità di flusso si può verificare un

significativo "rebreathing”.

Non è indicata, in questo caso, nei casi di

insufficienza respiratoria con ipercapnia.

Maschera facciale semplice

Precauzioni

Corrispondenza teorica tra flusso di ossigeno e FiO2

somministrato mediante maschera semplice

FiO2

Flusso litri/minuto

Adulto Bambino/

Lattante

Maschera O2

semplice 35-60% 6-10 4-10


Cannula nasale singola

Viene inserita fino al retrofaringe a una distanza dalle

narici uguale a quella esistente tra l'ala del naso ed il

trago; quando con l'abbassalingua se ne intravede la

punta, si fissa.

si possono raggiungere FiO2 max 0,40 più costanti nel tempo; per flussi >4

l/min si verificano complicazioni quali distensione gastrica, rigurgito, cefalea,

irritazione ed ulcerazione della mucosa nasale, epistassi e dermatiti.

limiti:

precauzioni: nei bambini più piccoli si può ostruire con le secrezioni.

L’ipertrofia adenoidea (3-6aa) può ostacolare l’inserimento della

cannula oppure ostruirla per compressione.


Maschera facciale con reservoir

• Partial Rebreathing Mask:

Sprovvista di valvole unidirezionali

tra maschera e reservoir.

Sono raggiungibili FiO2 di 0.8


• Non Rebreathing Mask:

L’alto flusso di O2 (10-12 l/min) utilizzato impedisce una adeguata umidificazione dei gas.

Provvista di valvole unidirezionali permette di

non miscelare l’O2 con l’aria ambiente e di

raggiungere così concentrazioni più elevate.

Sono raggiungibili FiO2 di 1.

Dotate di particolari valvole che sfruttano il principio di Bernoulli (jet mixing).

La quantità di aria che viene trascinata all'interno del sistema dipende da due

variabili:

• velocità del flusso di O2

• le dimensioni delle aperture laterali della valvola

Maschera Venturi


Il rebreathing non si

verifica in quanto la

maschera viene "lavata"

dall'alto flusso di O2

A seconda del tipo di valvola adoperata e della velocità di flusso di O2 si possono

erogare concentrazioni differenti di O2 (24%, 28%, 31%, 35%, 40%, 50%, 60%)

che rimangono costanti nel tempo.

Maschera Venturi 2


la maschera deve essere

mantenuta ben adesa al viso

con la valvola a geometria

variabile, è possibile, nel

bambino, raggiungere anche una

concentrazione di O2 del 90%


Vi sono numerosi inconvenienti nei sistemi di erogazione

dell’O2:

– Problema dell’umidificazione e del riscaldamento con

flussi più elevati

– Imprecisione della FiO2

– Mismatch tra il flusso somministrato e il flusso

inspiratorio picco del paziente (es. Adulto che inspira 5

L/min ha un flusso di 30-120 L/min in caso di IRA)

High flow nasal cannula (HFNC)

• Sistema per somministrare ossigeno riscaldato e

umidificato

– Fino a 60 L/min of gas

– FiO2 certe tra 0.21 e 1

– Lava lo spazio morto del nasofaringe

contribuendo a ridurre il WOB

– Basso livello di CPAP


Nasocannule ad alto flusso

Flusso

(l/min)

Flusso fornito

21% (Aria ambiente)

Diluizione di gas

forniti con aria

ambiete

Picco di flusso

inspiratorio

FIO2 inspirata - SCONOSCIUTA -

Flusso

(l/min)

Flusso fornito

% di concentrazione fornita

FiO2 inspirata = a quella impostata

Relazione tra flusso fornito e attività respiratoria del paziente



% di concentrazione fornita



Riduzione dello spazio morto

Spazio morto: vie aeree dal naso ai bronchioli che non partecipano agli

scambi gassosi. Nello spazio morto al termine dell’espirazione c’è una

quota di CO2 che viene dal gas espirato, al successivo atto questa CO2

si mescola con il gas inspirato e ritorna nell’alveolo (-30-40%).

Un modo per ridurre la CO2

nello spazio morto è quello di

espirare dalla bocca o di

lavare il rinofaringe con un

alto flusso di gas provenienti

dall’esterno.

http://jap.physiology.org/content/105/3/854/F5.large.jpg

Tale effetto varia in funzione di alcuni parametri:

- misura delle cannule proporzionale alle narici

- flusso impostato in base al peso del paziente

- l’aderenza delle cannule alle narici

- respiro del paziente con bocca chiusa o aperta


Meccanismo d’azione: Pressione Positiva delle vie aeree

Studi scientifici sembrano dimostrare che l’erogazione di alti flussi nelle vie aeree

generi un effetto tipo “CPAP”.

Mantenimento della pervietà delle vie aeree in fase in - espiratoria

Device

setting

Tidal

Volume

(ml/kg)

Respiratory

rate

(breaths/min)

nCPAP (6 cmH2O) 3.53 ± 1.92 68.3 ± 23.3

Nasal High Flow (3L/min) 3.15 ± 1.36 71.3 ± 22.2



Saslow et al. 2006



*




intubazione



Valvola di sicurezza

Cannule nasali

Camera ad auto-riempimento

L’umidificazione e il riscaldmento dei

gas rende possibile la somministrazione

di alti flussi.

Somministrazione di O2 miscelato,

riscaldato e umidificato ad alti flussi

viene fornito attraverso apposite

cannule nasali.

Somministrazione attraverso un blender di una miscela di

ossigeno/aria dal 21% al 100%.

La prevenzione dell’ipossia, deve tener conto de:

• la FiO2 che si intende raggiungere

• il livello di umidificazione desiderato

• la tollerabilità del sistema da parte del paziente

• la durata presunta della terapia

• il tipo di insufficienza respiratoria.


Conclusioni

L’ipossia è causa primaria di arresto cardiaco

nel neonato e nel bambino.

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