GESTIONE VIE AEREE IN EMERGENZA: PREOSSIGENAZIONE E PREVENZIONE DELLA DESATURAZIONE. Niki Amadori, EM Resident - Università di Modena

L'anno scorso, Weingart e Levitan hanno pubblicato sugli Annals of emergency medicine un articolo dal titolo "Preossigenazione e prevenzione della desaturazione durante il trattamento delle vie aeree in emergenza” strutturato sotto forma di modello domanda-risposta. Il lavoro è  molto utile e chiaro e ho pensato di recensirlo. Vediamo in serie le domande.
 
 
  • Perché preossigenare i pazienti prima della intubazione orotracheale?

 
 In emergenza, quando l’intubazione si rende necessaria, non è possibile mettere in atto quella  valutazione dei fattori di rischio che invece è fortemente raccomandata in condizioni di elezione. Il medico d'urgenza è chiamato ad agire in condizioni critiche, su pazienti instabili, con riserve fisiologiche compromesse e senza la certezza di poter escludere la presenza di stomaco pieno o, nel trauma, di instabilità cervicale.
 
Da qui lo sviluppo della RSI (Rapid Sequence Intubation) che è considerata la tecnica più sicura ed agevole per la gestione delle vie aeree in condizioni di emergenza, con alto tasso di successo. La RSI consiste nella somministrazione, praticamente contemporanea, di un agente ipno-inducente e di un bloccante neuromuscolare con la prerogativa di preossigenare il paziente dato che viene omessa, a differenza dell'intubazione elettiva, la ventilazione con pressione positiva,  che in aggiunta alla manovra di Sellick (chiusura esofagea per compressione manuale della cricoide) ridurrebbe al minimo il rischio di inalazione. Per cui il razionale della preossigenazione nella gestione avanzata delle vie aeree in emergenza, è proprio quello di minimizzare il rischio di ipossia, permettendo di prolungare la durata della “safe apnea” evitando la desaturazione. L’apnea sicura corrisponde al tempo in cui la saturazione si mantiene vicino o al di sopra del 90% nella fase immediatamente precedente al posizionamento della via aerea definitiva, ed è stimata essere di 45-60 secondi in un paziente che ha respirato aria ambiente poco prima della RSI.
 
La preossigenazione aumenta la durata di questa fase protettiva  e si prefigge 3 obiettivi:
  • portare la saturazione del paziente più vicina possibile al 100%
  • deazotare la capacità funzionale residua (sostituendo l’azoto con l’ossigeno)
  • deazotare ed iperossigenare il flusso ematico
 

TAKE HOME MESSAGE: La preossigenazione aumenta il periodo di apnea sicura ed è raccomandata per ogni intubazione nel dipartimento d’emergenza.

 
 
  • Qual è la migliore fonte di alta FiO2  da utilizzare nella preossigenazione?

 
Ideali sarebbero le maschere non rebreathing ad un flusso di 15 L/min, in grado di fornire ossigeno ad una concentrazione vicina al 90%, ma tali dispositivi sono raramente disponibili nel dipartimento d’emergenza. Più comunemente troviamo le maschere con reservoir (erroneamente definite non rebreathing) che erogano ossigeno con una FiO2 pari al 60-70% e sono le più utilizzate a questo scopo. Il pallone ambu auto-insufflante non mostra vantaggi aggiuntivi rispetto al reservoir.        
                               

TAKE HOME MESSAGE: la maschera standard con reservoir al flusso massimo possibile, è il metodo raccomandato per fornire ossigeno durante la preossigenazione.

 
 
  • Per quanto tempo il paziente deve essere preossigenato?

 
Il tempo stimato per la preossigenazione è piuttosto empirico, dipende dalle condizioni cliniche del paziente e dalla possibilità di eseguire atti respiratori validi e profondi. Idealmente sono accettabili 3 minuti di respirazione a  volume corrente ad alta FiO2, nel paziente collaborante è possibile chiedere di eseguire 8 respiri con massima inspirazione ed espirazione pari alla loro capacità vitale. 
 

TAKE HOME MESSAGE:pazienti con adeguato drive respiratorio dovrebbero ricevere 3 minuti di preossigenazione o se in grado, compiere 8 respirazioni massimali pari alla loro capacità vitale.

 
 
  • Un incremento della pressione media delle vie aeree può aumentare la preossigenazione?

 
Se il paziente non raggiunge valori di saturazione intorno a 93-95% dopo 3 minuti di preossigenazione a volume corrente con alte FiO2, può essere compromessa la sicurezza dell’apnea procedurale. Tale condizione è spesso determinata dalla presenza di shunt fisiologici che si determinano per la perfusione di alveoli non ventilati nel contesto di processi patologici che ne causano l’imbibizione o il collasso (edema polmonare o polmoniti). L’utilizzo di sistemi in grado di aumentare la pressione media delle vie aeree permette di superare il meccanismo dello shunt riducendo così la desaturazione e prolungando il periodo di apnea sicura. Gli studi non hanno documentato importanti effetti collaterali (eventi negativi cardiovascolari, distensione gastrica), il rischio di aspirazione è risultato essere minimo per pressioni inferiori ai 25 cmH20
 

TAKE HOME MESSAGE: C-PAP, NIV o dispositivi PEEP applicati direttamente al pallone di Ambu dovrebbero essere considerati nei pazienti che non riescono ad ottenere saturazioni del 93-95% con alte fonti di FiO2 durante la preossigenazione.

 
 
  • In quale posizione il paziente dovrebbe essere preossigenato?

 
La posizione supina non è di certo quella ideale per raggiungere un’adeguata preossigenazione e ciò è stato confermato da diversi studi. La posizione elevata della testa è quella più adatta a tale scopo e faciliterebbe anche la procedura stessa dell’intubazione per l’esposizione laringea. Nei pazienti traumatizzati richiedenti l’immobilizzazione cervicale è da preferire invece la cosiddetta “Trendelemburg inversa” con il capo sollevato di circa 30 gradi rispetto ai piedi
 

TAKE HOME MESSAGE . I pazienti dovrebbero essere preossigenati con il capo sollevato  ogni qualvolta possibile, quelli con sospetta lesione cervicale dovrebbero essere messi nella posizione di Trendelemburg inversa.

 
 
  • Quanto tempo può durare la desaturazione dopo la preossigenazione?

Il primo beneficio della preossigenazione  è quello di creare un reservoir di ossigeno negli alveoli; quando un paziente respira in aria ambiente nei polmoni sono presenti 450 mL di ossigeno, tale quota aumenta a 3000 mL se respira  ossigeno al 100% per un tempo sufficiente a rimpiazzare l’azoto alveolare. Un paziente respirando in aria ambiente  avrà un reservoir totale di ossigeno negli alveoli e nel sangue approssimativamente di 1-1,5 L, mentre un paziente ottimamente preossigenato né disporrà di 3,5-4 L. Il consumo di ossigeno durante l’apnea è circa di 250 mL/minuto (3 ml/kg/minuto); nei pazienti sani la durata della safe apnea in aria è  circa di1 minuto rispetto  agli 8 ottenuti respirando alti livelli di FiO2. Diversi autori hanno condotto degli studi che hanno calcolato il tempo impiegato a raggiungere una desaturazione inferiore  a 90% dopo somministrazione di succinilcolina.
 
I tempi stimati erano 8 minuti, 5 minuti e 2,7 minuti rispettivamente nell’adulto sano, mediamente malato e nell’obeso. Nel paziente criticamente malato risulta non altrettanto stimabile il tempo della desaturazione, l’effetto shunt, l’aumentata domanda metabolica, l’anemia, la deplezione di volume, la ridotta gittata cardiaca sono fattori sinergici che riducono drasticamente la riserva di ossigeno nei polmoni accorciando il periodo di safe apnea. E’ stata calcolata  da Farmery e Roe una desaturazione a 85%  estremamente corta di 23 secondi nel paziente critico, rispetto ai 502 secondi di quello sano. 
 

TAKE HOME MESSAGE: non è facile predire l’esatta durata della safe apnea poiché influenzata da molte variabili che non permettono una generalizzazione assoluta. Certamente pazienti con buona saturazione in aria ambiente o dopo somministrazione di ossigeno, corrono un rischio inferiore di desaturazione e potrebbero mantenere idealmente adeguati valori fino a 8 minuti, a differenza del paziente  critico che rimane ad alto rischio di ipossia e potrebbe desaturare  immediatamente. 

 
 
  • Ossigenare un paziente in apnea può estendere la durata della apnea sicura?

Gli alveoli continueranno a rifornirsi di ossigeno anche in assenza di movimento diaframmatico. Nel paziente apneico circa 250 mL/minuto di ossigeno passeranno dagli alveoli al sangue rispetto ai soli 8-20 mL/minuto di anidride carbonica che raggiungeranno gli alveoli mentre il rimanente agirà da tamponante nel sangue. Mentre l’anidride carbonica seguendo il suo gradiente di solubilità si allontana dagli alveoli, più ossigeno ne entra per via del gradiente di pressione intrapleurico che diventando sempre più sub atmosferico favorirà un flusso d’aria dal faringe agli alveoli.  
 
Questo fenomeno, chiamato ossigenazione apneica, permette il mantenimento dell’ossigenazione anche in assenza di ventilazione spontanea o artificiale. In condizioni ottimali è possibile mantenere valori di PaO2 al di sopra dei 100 mmHg per più di 100 minuti in assenza di alcun respiro, al prezzo però di una  successiva ipercapnia e di relativa acidosi causata dalla totale assenza di ventilazione. Il dispositivo di scelta, per provvedere ad un’ossigenazione apneica durante l’intubazione tracheale, è rappresentato dalle cannule nasali. Essi forniscono limitate FiO2 in pazienti con respiro spontaneo, ma riducendo la domanda di ossigeno dello stato apneico, consentiranno di arricchire di un alto livello la FiO2 del gas in entrata nel faringe, in modo da poter raggiungere una frazione percentuale di ossigeno quasi vicina al 100% con un  flusso di 15 L/minuto. Al contrario, maschere facciali e quelle non rebreathing, sebbene provvedino a fornire alte FiO2 in respiro spontaneo, non sono altrettanti efficaci in fase di apnea, lo stesso dicasi per il pallone di Ambu insufflato manualmente. Anche la ventilazione non invasiva non è adatta a tal scopo, in quanto la minima depressione respiratoria che si sviluppa in corso di apnea non è sufficiente a triggerare il ventilatore per la generazione del flusso.
 
Un altro beneficio aggiuntivo nell’utilizzo degli occhialini nasali è quella di poterli lasciare in sede durante i tentativi di  intubazione o meglio ancora posizionarli fin da subito sotto la maschera facciale durante la preossigenazione e trovarli quindi già operativi durante la fase di paralisi muscolare fino al definitivo posizionamento della protesi tracheale. NO DESAT ( nasal oxygen during efforts securing a tube)
 

TAKE HOME MESSAGE: dopo la somministrazione di farmaci inducenti e miorilassanti, si genera un fenomeno fisiologico di ossigenazione apneica che può estendere la durata dell’apnea sicura. Le cannule nasali al flusso di 15 L/min sono i dispositivi più facilmente disponibili ed efficaci per potenziare tale effetto.

 
 
  • Quando e come ventilare il paziente durante la fase di apnea?

Il laringoscopio non andrebbe posizionato fino alla completa mio risoluzione, sia per consentire la massima esposizione laringea che per evitare di innescare trigger potenzialmente pericolosi per l’induzione del vomito. In tale fase, l’utilizzo della ventilazione durante l’inizio dell’apnea e della paralisi muscolare, avrebbe 2 benefici: allontanare la CO2 ventilando e incrementare l’ossigenazione per la distensione alveolare e la riduzione dello shunt. Il primo beneficio ha un ruolo marginale nella maggior parte degli scenari; in media la PaCO2 aumenta da 8 a 16 mmHg nel primo minuto di apnea,  circa 3 mmHg/minuto successivamente. Raramente a questo tasso di incremento si osservano variazioni cliniche significative. Le eccezioni sarebbero la concomitante presenza di severa acidosi metabolica con tachipnea compensatoria che è a rischio di collasso cardio-circolatorio ed arresto respiratorio; e tutte quelle condizioni cliniche di ipertensione endocranica, in cui l’incremento della CO2 è da scongiurare per l’effetto di vasodilatazione cerebrale. Il secondo beneficio, quello dell’ossigenazione, riveste invece un ruolo cruciale, a patto che sia condotta con attenzione. In particolare una pressione superiore ai 25 cmH2O può sopraffare quella dello sfintere esofageo mettendo il paziente a rischio di rigurgito ed aspirazione. Facilmente si può verificare, tanto più l’operatore è inesperto e sotto forte stress.
 
Pertanto se la ventilazione durante l’apnea è richiesta, è da preferire l’utilizzo di dispositivi automatici portatili o di comuni ventilatori con valori di pressioni inspiratorie e di PEEP prestabiliti. Nel caso si usasse un pallone di Ambu con valvola PEEP che concorre alla distensione alveolare, ogni ventilazione dovrebbe essere eseguita lentamente (durata 1 o 2 secondi), con basso volume (6-7 ml/Kg) e con frequenza tanto bassa quanto tollerata nel contesto clinico (6-8 atti/min). Sollevare il capo, sebbene non clinicamente dimostrato, ridurrebbe anche il rischio  inalatorio. La ventilazione a pressione positiva può influenzare negativamente il ritorno venoso contribuendo all’ipotensione. Tale effetto va tenuto conto soprattutto nel paziente critico con iniziale shock, deplezione di volume, sindrome da distress respiratorio, malattia ostruttiva cronica polmonare con sottostante rischio di PEEP intrinseca, in cui la overventilation può far precipitare un collasso emodinamico. In questi casi l’ipoventilazione relativa e la risultante ipercapnia permissiva rappresentano un efficace compromesso.
 

TAKE HOME MESSAGE: il rischio/beneficio di una ventilazione attiva durante l’inizio della paralisi muscolare dovrebbe essere valutata attentamente in ciascun paziente. Quelli a basso rischio di desaturazione (SatO2 > 95%) non necessitano di ventilazione, quelli invece ad alto rischio (SatO2 91-95%) possono giovarsene  a patto che sia condotta con criterio ossia a bassa pressione, volume e frequenza.

 
 
  • Quale posizione va mantenuta e quali sono le procedure da eseguire durante il periodo di apnea?

In corso di ossigenazione apneica il flusso d’aria per arrivare in trachea deve raggiungere l’ipofaringe. Dal momento che il paziente è sedato e curarizzato, è imperativo evitare la caduta della lingua ed il collasso posteriore del faringe che causerebbero un ostacolo al passaggio dei gas. L’elevazione del capo, il sollevamento del mento (chin lift) e la spinta sulla mandibola (jaw trust) (quest’ultima unica manovra possibile nel sospetto di trauma cervicale), sono utili nel mantenere pervie le vie aeree e migliorare la visione durante l’intubazione. Lo stesso dicasi dell’allineamento del capo in modo da mettere sullo stesso asse meato acustico esterno ed incisura sternale, e l’utilizzo di cannule orali o nasali specialmente nei pazienti con apnee notturne od obesi. Non avrebbe invece il medesimo vantaggio la compressione cricoidea abitualmente usata nella RSI. Attraverso immagini TC o RMN si è evidenziato come in più del 90% dei pazienti si causava una dislocazione laterale dell’esofago e nell’80% dei casi una compressione laringo-tracheale. Pertanto tale manovra può precludere un’efficace ventilazione manuale incrementando la pressione di picco inspiratorio e riducendo il volume corrente. Al momento però mancano studi definitivi sull’argomento.
 

TAKE HOME MESSAGE:i pazienti andrebbero posizionati in modo da ottimizzare l’apertura delle vie aeree prima e durante il periodo apnea, attraverso un corretto allineamento meato acustico esterno-incisura sternale. Una volta indotta l’apnea è importante mantenere la pervietà attraverso il jaw trust ed eventuali dispositivi nasali. La pressione della cricoide con la manovra di Sellick può influire negativamente ma ulteriori studi sono necessari per porne un’indicazione definitiva.

 
 
  • La scelta dell’agente paralitico influenza la preossigenazione?

 
Uno studio condotto su pazienti operati ha mostrato che il tempo di desaturazione a 95% era di 242 secondi per la succinilcolina, rispetto ai 378 secondi richiesti dal rocuronio. Anche nei pazienti obesi la desaturazione occorreva in minor tempo nel gruppo trattato con succinilcolina. E’ stato ipotizzato che le fascicolazioni indotte da quest’ultima determinino un maggior consumo di ossigeno.e il pretrattamento con farmaci preventivi in tal senso minimizzi la differenza nei tempi di desaturazione. 
 

TAKE HOME MESSAGE: nei pazienti ad alto rischio di desaturazione il rocuronio rispetto alla succinilcolina fornirebbe un periodo più lungo di apnea sicura.

 
 
 

Stratificazione del rischio e conclusioni

 
I pazienti possono essere stratificati in 3 gruppi a seconda della saturazione di ossigeno dopo la preossigenazione
 
  • Basso rischio (SatO2 96-100%)

 
La ventilazione manuale non è necessaria così come l’ossigenazione durante il periodo di apnea. La durata dell’apnea sicura può comunque essere estesa erogando ossigeno con cannule nasali ad alti flussi specialmente in caso di ripetuti tentativi di intubazione. 
 
  • Alto rischio (SatO2 < 90%)

 
Per massimizzare la saturazione prima dell’intubazione devono essere fatti  tentativi maggiori  di preossigenazione con l’ausilio della PEEP applicata al pallone di Ambu, la NIV o la CPAP e l’ossigenazione apneica sostenuta dalla ventilazione manuale.
 
  • Rischio intermedio (SatO2 91-95%)

 
La valutazione se preossigenare mediante PEEP CPA NIV va valutata caso per caso, rimane utile in tutti i casi l’ossigenazione passiva in corso di apnea con cannule nasali a 15L/min. 
 
 
 

In Pratica

 
E’ fondamentale mantenere un’adeguata ossigenazione del paziente durante la gestione delle vie aeree. Una desaturazione al disotto del 70% mette il paziente a rischio di aritmia, scompenso emodinamico, danno cerebrale e morte. Gli autori di questo articolo analizzano le varie tecniche di ossigenazione prima e durante l’intubazione, sottolineando l’importanza di stratificarli in base al rischio di desaturazione.
 
  • Periodo di preossigenazione

  1. posizionare il paziente con il capo sollevato di 20 gradi o in Trendelemburg inversa in caso di sospetta lesione midollare
  2. applicare alle narici del paziente le cannule nasali senza attaccarle all’ossigeno
  3. posizionare la maschera non rebreathing al flusso massimo possibile, se la SatO2 è inferiore al 90% sostituire la maschera con la PEEP, NIV o CPAP in modo da raggiungere SatO2 98%. Questa opzione va considerata anche nei pazienti con SatO2 91-95%.
  4. far respirare il paziente per 3 minuti al volume corrente o per 8 respiri alla massima capacità di inspirazione ed espiraziome
  5. attaccare l’ambu al regolatore di ossigeno al massimo flusso (15 L/min) in caso necessitasse di CPAP posizionare la valvola PEEP al pallone.
 
  • Periodo di ossigenazione apneica

  1. somministrare sedativi e paralizzanti muscolari (preferibilmente rocuronio se è a rischio di desaturazione)
  2. staccare la maschera dall’erogatore di ossigeno e attaccarvi le cannule nasali con flusso di 15 L/min
  3. rimuovere la maschera facciale
  4. eseguire il Jaw Trust
  5. se il paziente è ad alto rischio e ha richiesto la CPAP nel periodo di preossigenazione considerare di lasciare la CPAP in sede o applicare 4-6 ventilazioni con l’Ambu e la valvola PEEP montata.
 
  • Periodo di intubazione

  1. lasciare in sede le cannule nasali per tutta la durata della procedura
 

Niki Amadori, Medico Specializzando in Medicina d'Emergenza-Urgenza, Università degli Studi di Modena. ScottD. Weingart, MD, Richard M. Levitan, MD. Preoxygenation and Prevention of Desaturation During Emergency Airway Management Annals of Emergency Medicine - March 2012 (Vol. 59, Issue 3, Pages 165-175.e1, DOI: 10.1016/j.annemergmed.2011.10.002)