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Oxigenación Apneica: Una Estrategia Aliada


La intubación orotraqueal es un procedimiento que se realiza con relativa frecuencia en los servicios de reanimación de urgencias y en las unidades de cuidado intensivo pediátrico. Como todo procedimiento en medicina, requiere de cierta habilidad y entrenamiento para su realización e implica riesgos que varían desde lesiones orales leves hasta el paro cardiaco. Este escrito se centrará en una de las herramientas que ha mostrado evidencia en la disminución del paro cardíaco peri-intubación en niños, la llamada oxigenación apneica.


Se define oxigenación apneica, como aquella administración continua de oxigeno a un paciente que se encuentra en apnea para permitir la adecuada oxigenación sanguínea, es decir, oxigenar en ausencia de movimiento pulmonar.(1) Desde 1667 nacen las primeras ideas de ventilación en animales, cuando Hook insuflaba pulmones en perros y se daba cuenta que lograba mantenerlos vivos por un periodo mayor del usual(2) y es hasta 1946 cuando los médicos Comroe y Dripps empiezan a hablar de este tipo de oxigenación cuando documentaronn dos casos de hombres con trauma encéfalo-craneano grave que se oxigenaron simplemente al pasar el tubo orotraqueal.(3) En 1998, los autores Cook, Wolf y Henderson evaluaron 26 pacientes pediátricos en quirófanos y concluyeron que la oxigenación apneica retrasaba la desaturación por 5 minutos, con un máximo logrado de 10 minutos.(4) En 2017, el ensayo clínico aleatorizado THRIVE en niños, evaluó 48 pacientes sin alteraciones cardiorespiratorias que requerirían anestesia para procedimientos electivos o imágenes, aleatorizándolos a oxigenación apneica con cánula de alto flujo versus no oxigenación apneica y usando rocuronio en ambos grupos; encontraron que los tiempos de apnea logrados en el grupo de cánula nasal de alto flujo fueron mayores manteniendo un nivel de CO2 en sangre igual en ambos grupos.(5)


El riesgo de intubación fallida en urgencias es 40 veces más alto que en quirófano, y aunque 78% de las intubaciones en urgencias pediátricas se logran al primer intento, 14% de las veces los pacientes presentan eventos de desaturación, lo que conlleva a que la hipoxemia sea la principal complicación de la intubación en niños; a mayor riesgo de hipoxemia grave, mayor riesgo de paro cardíaco secundario.(5,6) La desaturación tras la apnea es mucho más frecuente en niños que en adultos, ya que tienen menor capacidad residual funcional, mayor demanda metabólica, mayor producción de CO2 y mayor tendencia al colapso de la vía aérea.(5,6)

Los cambios hemodinámicos durante la intubación orotraqueal que se asocian a paro cardiaco son multifactoriales: disminución del gasto cardíaco por cambios en la presión intratorácica o acidosis, perfusión disminuida por medicamentos que causan hipotensión o bradicardia, demandas metabólicas incrementadas y, por último, pero no menos importante, la hipoxia generada por colapso de la vía aérea, aspiración de contenido gástrico o dificultad para asegurar la vía aérea rápidamente.(7)

Un estudio publicado por Pokrajac y cols. en 2020(8) evaluó los factores de riesgo asociados a paro cardiaco peri intubación (PICA por sus siglas en ingles) en una unidad de urgencias pediátricas. Encontraron que 21 de 543 pacientes (3.9%) presentaron PICA, de esos 16 tuvieron retorno a circulación espontánea, y tan solo 12 de los 21 pacientes (57%) sobrevivieron al alta hospitalaria. Estos autores documentaron como principales factores de riesgo para PICA: hipotensión sistólica o diastólica e hipoxia, siendo esta última el principal factor determinante con un OR de 66.6 (IC 95% 12.7-349.1 p<0.0018). Esangbedo y cols.(7) realizan un estudio similar en una unidad de cuidado intensivo cardiovascular pediátrica, con un total de 186 pacientes; de estos 13 pacientes (7%) presentaron un evento de PICA y 55.6% de los pacientes que la presentaron tuvieron hipoxia durante el procedimiento. De aquí se puede deducir la importancia de mantener una adecuada saturación y prevenir la hipoxia, en aquellos pacientes que por algún motivo requieren intubación orotraqueal. Una forma de prevenir dicha complicación, podría ser la oxigenación apneica.


Como sabemos, el O2 y CO2 difunden del alveolo a la sangre y viceversa, respectivamente, con un coeficiente de difusión que es 20 veces mayor para el CO2 respecto al oxígeno. Dicha difusión depende del área de la membrana por la cual pasa el elemento, la constante de difusión de este, la diferencia de presiones a ambos lados de la membrana y el grosor de la misma.(9) Durante la respiración normal, el aire que ingresa al pulmón lleva una presión de O2 más alta que la del vaso sanguíneo que retorna al pulmón para poder realizar el proceso de oxigenación, lo contrario ocurre con el CO2, cuyo valor es más alto en la sangre respecto al ambiente, lo cual permite la correcta ventilación y que así se produzca el intercambio gaseoso en el alvéolo.(10)


Durante la apnea, la circulación sanguínea continúa su curso, la sangre sigue pasando a través de los capilares en el alveolo y el oxígeno continua entrando al vaso por difusión, lo cual, genera una presión negativa pequeña dentro del alveolo (puesto que está entrando O2 al vaso sanguíneo dejando espacio libre en el alveolo) que arrastra oxigeno desde la vía aérea; esto se ha llamado “flujo de masa aventilatorio”; éste evento ocurre con el oxígeno, no así con el CO2, lo que hace que progresivamente se acumule en el organismo (se incrementa 5 mmHg en el primer minuto de apnea y 3 mmHg por cada minuto extra); sin embargo el cuerpo puede acumular una cantidad significativa de CO2 antes de que se produzca una acidosis respiratoria clínicamente considerable.(10)


Otra teoría interesante habla de que aparte de la presión negativa generada en el alveolo por la entrada de oxígeno a la sangre, otros factores participan en el proceso de oxigenación apneica; estos podrían ser los cambios de presión y volumen generados durante el ciclo cardíaco que condicionan movimiento pulmonar adyacente al corazón y de la vasculatura pulmonar(11) (fig 1.)




Fig. 1. Representación de las teorías de la fisiología de la oxigenación apneica. Tomado de (12)
















Como se ha mencionado, la oxigenación apneica consiste en la administración de oxígeno a través de diferentes dispositivos, en un paciente que se encuentra en apnea, para poder realizar una intubación orotraqueal más segura, disminuyendo el riesgo de hipoxia y por tanto parco cardiaco asociado a la intubación orotraqueal. Algunos de los dispositivos para realizar oxigenación apneica incluyen una máscara facial, cánula nasal, catéter nasofaríngeo, dispositivos supraglóticos, broncoscopio rígido, tubo traqueal y cánula nasal de alto flujo.(11,13) En 2018, Olayan y cols.(14) realizaron un ensayo clínico aleatorizado, incluyendo a 30 pacientes (15 en oxigenación apneica con oxigeno por cánula nasal durante la intubación orotraqueal vs 15 en cuidado estándar) y evaluaron como desenlaces la duración de apnea segura (saturación por encima de 92% o asegurar la vía aérea) y la menor saturación de oxígeno observada durante el manejo de la vía aérea; encontrando que en pacientes sanos en salas de cirugía, la oxigenación apneica muestra generar una presión arterial de oxígeno adecuada hasta por una hora, sin embargo, no evita el incremento en la presión arterial de CO2 para lo cual hay que tener en cuenta la velocidad de elevación de ésta al momento de realizar este procedimiento(6), la cual ya hemos mencionado previamente.


Ahora, en pacientes críticos los cuales tienen más alveolos colapsados, un gradiente alveolo arterial alto, altos requerimientos metabólicos y son pacientes inestables con comorbilidades activas, podría preguntarse, ¿Es también efectivo y seguro realizar el procedimiento de intubación orotraqueal con oxigenación apneica?, ¿otorga algún beneficio? Jaber y cols. en 2016(15), intentaron resolver estas dudas; publicaron un ensayo clínico aleatorizado con 49 pacientes con diagnóstico de síndrome de dificultad respiratoria agudo (SDRA), empleando en pacientes que venían con ventilación mecánica no invasiva una cánula nasal de alto flujo versus ningún soporte adicional durante la intubación orotraqueal, mostrando ligera disminución en la saturación en pacientes que no recibieron apoyo versus un 100% de saturación de oxigeno durante todo el procedimiento en el grupo en el que se empleó la cánula de alto flujo. De igual forma, diferentes estudios tipo metaanálisis como el realizado por Pavlov y cols en 2017(6), y estudios posteriores como el de Vuckovic y cols. en 2019(16) y Napolitano y cols. en el mismo año(17) demostraron la importancia y beneficio del uso de oxigenación apneica, al mostrar de forma contundente la disminución del riesgo de hipoxia asociado a la intubación orotraqueal, incluso mostrando beneficio para el paciente cuando el procedimiento de intubación orotraqueal es realizado por personal inexperto que aún se encuentra en entrenamiento.(18)

En conclusión, la intubación orotraqueal es un procedimiento de riesgo, asociado a desenlaces hemodinámicos y respiratorios peligrosos, pero aún así es un procedimiento en ocasiones necesario y que salva vidas. Es importante tener claro que primero se debe reanimar al paciente antes de realizar intubación orotraqueal y en el momento de hacer el procedimiento, llevar la idea clara de que la hipoxia es la complicación más frecuentemente asociada.


La oxigenación apneica es un procedimiento sencillo y con grandes ventajas, soportada por la literatura, que ayuda a prevenir la hipoxia descrita durante la intubación orotraqueal y de esta forma disminuir el riesgo de paro cardíaco peri-intubación. La evidencia nos muestra que deberíamos usar oxigenación apneica en las intubaciones orotraqueales que hacemos en la sala de reanimación de urgencias y en las unidades de cuidado intensivo pediátrico.



Gerardo Guzmán de la Rosa

Pediatra Universidad Icesi

Residente de Cuidado Intensivo Pediátrico. Universidad CES, Medellín, Colombia.


Bibliografía

  1. Lyons C, Callaghan M. Apnoeic oxygenation with high-flow nasal oxygen for laryngeal surgery: a case series. Anaesthesia. 2017 Nov;72(11):1379-1387. doi: 10.1111/anae.14036. PMID: 29047136

  2. Hook M. Philosophical transactions of the Royal Society of London 1666; 2:539–40.

  3. Hermez LA, Spence CJ, Payton MJ, Nouraei SAR, Patel A, Barnes TH. A physiological study to determine the mechanism of carbon dioxide clearance during apnoea when using transnasal humidified rapid insufflation ventilatory exchange (THRIVE). Anaesthesia. 2019 Apr;74(4):441-449. doi: 10.1111/anae.14541. Epub 2019 Feb 15. PMID: 30767199; PMCID: PMC6593707.

  4. Cook TM, Wolf AR, Henderson AJ. Changes in blood-gas tensions during apnoeic oxygenation in paediatric patients. Br J Anaesth. 1998 Sep;81(3):338-42. doi: 10.1093/bja/81.3.338. PMID: 9861115.

  5. Humphreys S, Lee-Archer P, Reyne G, Long D, Williams T, Schibler A. Transnasal humidified rapid-insufflation ventilatory exchange (THRIVE) in children: a randomized controlled trial. Br J Anaesth. 2017 Feb;118(2):232-238. doi: 10.1093/bja/aew401. PMID: 28100527.

  6. Pavlov I, Medrano S, Weingart S. Apneic oxygenation reduces the incidence of hypoxemia during emergency intubation: A systematic review and meta-analysis. Am J Emerg Med. 2017 Aug;35(8):1184-1189. doi: 10.1016/j.ajem.2017.06.029. Epub 2017 Jun 15. PMID: 28647137.

  7. Esangbedo ID, Byrnes J, Brandewie K, Ebraheem M, Yu P, Zhang S, Raymond T. Risk Factors for Peri-Intubation Cardiac Arrest in Pediatric Cardiac Intensive Care Patients: A Multicenter Study. Pediatr Crit Care Med. 2020 Dec;21(12):e1126-e1133. doi: 10.1097/PCC.0000000000002472. PMID: 32740187.

  8. Pokrajac N, Sbiroli E, Hollenbach KA, Kohn MA, Contreras E, Murray M. Risk Factors for Peri-intubation Cardiac Arrest in a Pediatric Emergency Department. Pediatr Emerg Care. 2020 Jun 22. doi: 10.1097/PEC.0000000000002171. Epub ahead of print. PMID: 32576791.

  9. Hall John. Principios físicos del intercambio gaseoso; difusión de oxígeno y dióxido de carbono a través de la membrana respiratoria. Capitulo 40. Tratado de Fisiología Médica. 13ra edición. 2016.

  10. West John, Luks Andrew. Diffusion: How gas gets across the blood-gas barrier. Capitulo 3. En West’s Respiratory Physiology. 10th ed. 2016

  11. Rudlof B, Hohenhorst W. Use of apneic oxygenation for the performance of pan-endoscopy. Otolaryngol Head Neck Surg. 2013 Aug;149(2):235-9. doi: 10.1177/0194599813486248. Epub 2013 Apr 12. PMID: 23585155.

  12. Lyons C, Callaghan M. Uses and mechanisms of apnoeic oxygenation: a narrative review. Anaesthesia. 2019 Apr;74(4):497-507. doi: 10.1111/anae.14565. Epub 2019 Feb 19. PMID: 30784037.

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  15. Jaber S, Monnin M, Girard M, Conseil M, Cisse M, Carr J, Mahul M, Delay JM, Belafia F, Chanques G, Molinari N, De Jong A. Apnoeic oxygenation via high-flow nasal cannula oxygen combined with non-invasive ventilation preoxygenation for intubation in hypoxaemic patients in the intensive care unit: the single-centre, blinded, randomised controlled OPTINIV trial. Intensive Care Med. 2016 Dec;42(12):1877-1887. doi: 10.1007/s00134-016-4588-9. Epub 2016 Oct 11. PMID: 27730283.

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  18. Soneru CN, Hurt HF, Petersen TR, Davis DD, Braude DA, Falcon RJ. Apneic nasal oxygenation and safe apnea time during pediatric intubations by learners. Paediatr Anaesth. 2019 Jun;29(6):628-634. doi: 10.1111/pan.13645. Epub 2019 Apr 29. PMID: 30943324.

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