Introducción

A finales del año 2019 en la ciudad de Wuhan, China, se reporta epidemia de un nuevo coronavirus que se denominó Coronavirus del Síndrome Respiratorio Grave 2 (SARS- cov-2) ¹. Posteriormente se da el nombre de enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19). El 11 de marzo de 2020, la Organización Mundial de la Salud (OMS), dada la presencia del virus en más de 120 000 casos en 114 países y más de 4000 muertes declara la pandemia mundial ².

De acuerdo con los informes de China, la prevalencia de la insuficiencia respiratoria aguda hipoxémica (IRAH) en pacientes con COVID-19 es del 19 %. De estos, del 4 % al 13 % recibieron ventilación mecánica no invasiva (VMNI) y alrededor del 12 % requieren ventilación mecánica invasiva (VMI). No está aún establecida la verdadera incidencia de IRAH en pacientes con COVID-19, pero se ha estimado que el 14 % de los enfermos desarrollan enfermedad grave y 5 % requieren tratamiento en unidad de cuidado intensivo (UCI) con VMI. En los estudios descriptivos de China se reporta que de 52 pacientes críticos con COVID-19, el 67 % desarrollaron síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA), y 33 de ellos (63,5 %) recibieron tratamiento con oxígeno por cánula nasal de alto flujo (CNAF), como soporte de la hipoxemia ³. La terapia con oxígeno de alto flujo a través de una cánula nasal puede ofrecer una alternativa en pacientes con hipoxemia ⁴.

La neumonía grave causada por el SARS-COV-2 constituye una amenaza a los recursos sanitarios en todo el mundo, principalmente en pacientes que desarrollan IRAH. Desde los brotes que se presentaron de SARS (severe acute respiratory syndrome) en el 2003, ha existido un interés que viene cada vez en aumento sobre la capacidad de los agentes infecciosos de transmitirse por aerosoles, con la limitante que la visualización de los flujos de aires es difícil para el ojo humano. Para ello se ha utilizado trazadores de partículas nebulizadas sobre superficies sólidas o contenidas en humos con posterior fotografía para tratar de calcular la distancia alcanzada por las partículas ⁵. Por lo tanto, la utilización de diferentes dispositivos para dispensar oxígeno ha generado la inquietud de un posible riesgo de infección al personal de la salud debido a la aerosolización de partículas. Por esta razón se ha contraindicado en las instituciones del país la terapia con micronebulizaciones y en algunos centros la ventilación mecánica no invasiva y la máscara Venturi.

La administración de oxígeno constituye la primera línea terapéutica en pacientes con insuficiencia respiratoria aguda, la cual se ofrece a través de máscaras faciales o cánula nasal. Hay varios inconvenientes asociados a estas interfases, debido a que la cantidad de oxígeno suministrada no es suficiente para corregir la hipoxemia. La entrega de oxígeno suele ser limitada dado que el máximo flujo que se puede lograr es de 15 L/min en caso de la máscara y el oxígeno suministrado debe succionar aire del medioambiente, efecto Venturi, para que esta dilución de gases ingrese a la vía aérea ⁶.

Desde hace varios años se ha venido trabajando en la forma de aumentar la humidificación del aire dispensado por los dispositivos fuentes de aire, ya que esta constituía el paso limitante para administrar oxígeno a alto flujo dispensado a través de la nariz. La adición de aire lo suficientemente tibio y húmedo al gas respirado ha permitido que se dispense oxígeno de alto flujo a los pacientes. Primero se utilizó en los recién nacidos pretérminos en escenarios donde se hubiese tenido que ventilar estos pacientes con CPAP (continuous positive air pressure, por sus siglas en inglés) y luego se trasladó a los pacientes adultos en diferentes escenarios como edema pulmonar, enfermedad pulmonar obstructiva crónica y posextubación, entre otras. A continuación, se procederá a explicar su mecanismo de acción en cinco pasos. Primero, lava el espacio muerto de la nasofaringe que contribuye a mejorar la fracción alveolar de los gases tanto del dióxido de carbono como del oxígeno. Segundo, la distensibilidad de la nasofaringe es significativa en el esfuerzo inspiratorio versus el esfuerzo espiratorio, por lo que la CNAF ayuda a mejorar esta relación para que sea más pareja, y así atenuar la resistencia asociada a la nasofaringe y eliminar el trabajo relacionado con la respiración. Tercero, la administración de aire húmedo y caliente hacia las vías conductoras mejora la conductancia y la distensibilidad pulmonar comparado con el aire frío y seco. Cuarto, el aire húmedo y caliente que pasa por la nasofaringe reduce la tasa metabólica asociada al acondicionamiento gaseoso que se da en condiciones usuales y por último titula el alto flujo a través de la nasofaringe para dar presión positiva de distensión para el reclutamiento pulmonar ⁷.

La terapia con oxígeno de alto flujo a través de una cánula nasal puede ofrecer una alternativa en pacientes con hipoxemia. Se trata de una terapia que emplea la humidificación activa para permitir la entrega de flujo hasta de 60 L/min con concentraciones de oxígeno que van desde el 21 % hasta el 100 % además de calentar el aire a 37 °C con humedad relativa del 100 %, y se entrega a través de un circuito inspiratorio calentado para evitar pérdida de calor y condensación y al paciente a través de la interfase que son cánulas nasales de silicona, más largas que las convencionales (Figura 1).

Fuente: elaboración propia.

Figura 1 Cánula nasal de alto flujo  

Es un sistema que consta de un analizador y controlador de flujo y FiO2, que envía oxígeno a un sistema de calefacción y humidificación. Posteriormente se envía la mezcla de oxígeno y aire por tubuladura corrugada que impide la condensación y mantiene la calefacción. Al paciente se le entrega el oxígeno por cánulas nasales.

Los dientes de la cánula deben ajustarse a las fosas nasales para evitar que entre aire del medioambiente, problema que se presenta en las cánulas nasales convencionales. La exhalación es al aire libre. La CNAF adicionalmente reduce el espacio muerto fisiológico, proporciona bajos niveles de PEEP y disminuye la taquipnea por reducción del trabajo respiratorio; aunque los niveles de PEEP entregados son variables y discutidos dependiendo de varios factores del paciente como la obesidad y la talla, o si es un paciente adulto o pediátrico. Además, parece disminuir la precarga por aumento de la presión negativa intratorácica y produce paralelamente reclutamiento de alvéolos ⁸.

Para ofrecer un adecuado tratamiento del paciente con IRAH en el contexto de COVID-19, es importante detectar en forma oportuna el compromiso pulmonar, la gravedad de la hipoxemia, el compromiso sistémico asociado y la presencia de choque. La oxigenación con CNAF puede por lo tanto ser utilizada como una alternativa terapéutica en pacientes con IRAH quienes no tienen indicación absoluta de VMI. Sin embargo, todas las formas de oxigenación suplementaria pueden potencialmente aerosolizar patógenos respiratorios. Por esta razón la escogencia del soporte respiratorio para pacientes con COVID-19 debe tener una adecuada valoración de la relación de riesgo/beneficio de diseminación nosocomial del virus, pero en fase de mitigación realizar intubación orotraqueal en forma temprana implica la utilización de una cama de uci y de un ventilador mecánico, que pueden desabastecerse durante el pico de la pandemia. Por esto, la terapia alternativa que se escoja debe cumplir con el requisito de ser efectiva para mejorar la hipoxemia, el trabajo respiratorio y ser segura para el personal de salud ⁹.

A la fecha no existen estudios en los cuales se evalúe como desenlace la efectividad, no inferioridad o superioridad de la cánula de alto flujo versus otras formas de dispensación de oxígeno en los pacientes COVID y existe controversia sobre su uso. Las diferentes sociedades científicas tienen opiniones opuestas acerca de su uso. La AARC (American Association for Respiratory Care) y la campaña de supervivencia de sepsis para el tratamiento de los pacientes críticamente enfermos de COVID-19 recomiendan en pacientes con hipoxemia temprana el uso con precaución de CNAF, incluso sobre la oxigenoterapia convencional (recomendación débil) y preferirla sobre la ventilación mecánica no invasiva (recomendación débil). El paciente en tratamiento con VMNI o CNAF, se debe tener en estricta monitorización de deterioro respiratorio y ofrecer intubación temprana (declaración como la mejor práctica clínica) ¹⁰.

El Servicio Nacional de Salud del Reino Unido (National Health Service, NHS) ¹¹ en un documento guía del uso de soporte no invasivo en pacientes con COVID-19 desaconsejan la utilización de la CNAF por falta de eficacia y riesgo de diseminación de partículas infecciosas; sin embargo, no hacen referencia a las fuentes de dicha información y no amplían los argumentos para divulgar esta recomendación. No hace parte de estrategias de ventilación, dado que es solo una forma más de suministrar oxígeno con alto flujo. En todas las publicaciones aclara que es para minimizar los riesgos de contaminación nosocomial y se aconseja tener cámara de presión negativa con al menos 10 ciclos/hora de intercambio de aire y elementos de protección personal.

En la Tabla 1 se hace un resumen de las recomendaciones.

La OMS en su documento dice que la CNAF no crea dispersión del aire exhalado y por lo tanto el riesgo de dispersión de partículas es bajo, sin embargo, recomienda que el personal de salud debe permanecer a 2 metros de distancia, de acuerdo con el manejo clínico de la infección respiratoria aguda grave cuando se sospecha una nueva infección por coronavirus, la cual es una orientación provisional ¹².

Como se mencionó previamente, los casos severos de neumonía e insuficiencia respiratoria aguda por SARS-COV-2 u otros coronavirus que han producido brotes de epidemias como SARS, MERS (Middle East Respiratory Syndrome) o incluso influenza aviar A(H7N9) y A(H5N1) pueden llevar a falla respiratoria con altas tasas de mortalidad, ante lo cual se requiere dispensación de oxígeno sea por cánula nasal convencional, máscaras faciales, ventilación mecánica no invasiva (VMNI) o ventilación mecánica invasiva (VMI). Todas las formas de dispensación generan aerosoles o gotas, lo cual lleva a brotes de infecciones nosocomiales. Durante el brote de SARS-COV se identificaron como factores de riesgo para la diseminación rápida del virus en las instituciones de salud: la resucitación cardiopulmonar, la distancia entre camas de pacientes menor a un metro, personal de salud que trabaje a pesar de estar sintomático, VMNI y la oxigenoterapia mayor a 6 litros/minuto. Factores de riesgo que se identificaron igualmente durante el brote de MERS. Estos pacientes se deben tratar preferiblemente en cámaras de presión negativa para controlar la infección y su posible diseminación, y entender que la distancia de dispersión y la dirección del aire exhalado cuando se utiliza la CNAF y CPAP a diferentes tasas de flujo de aire pueden, de forma potencial, ocasionar grandes cantidades de aerosoles. Por lo que se ha estudiado dicha dispersión y dirección del aire exhalado con el empleo de CNAF en cámaras aisladas con presión negativa con tasas de 16 recambios/hora en simuladores de pacientes de alta fidelidad que contienen modelos pulmonares y de vía aérea reales, con variación de las tasas de oxígeno de alto flujo entre 10 a 60 L/min y la aplicación de CPAP entre 5 a 20 cm H20, con la que se simulan pulmones normales, con daño leve y daño pulmonar severo marcando con trazadores el aire exhalado para demostrar que la capacidad de dispersión cambia según el daño pulmonar: cuando el pulmón es sano el aire exhalado es capaz de viajar una distancia de 65 mm cuando se administra oxígeno a 10 L/min y aumenta hasta 172 mm con oxígeno a 60 L/min, mientras que el pulmón con daño moderado disminuye su velocidad de exhalación a 72 mm cuando se le administra oxígeno a 60 L/min y en casos de daño pulmonar severo es capaz de aerosolizar a una distancia de 48 mm. Sin embargo, es importante tener en cuenta la dispersión lateral y en este mismo estudio se encontró que esta dispersión es casi que obvia si la cánula se ajusta de forma adecuada al tubo que dispensa el oxígeno, pero si la interfaz se desconecta la dispersión se evidencia hasta 620 mm lateralmente con CNAF a 60 L/min ⁴.

A pesar de la preocupación inicial por lo médicos en todo el mundo por la dispersión de aerosoles, los sistemas de CNAF no fueron utilizados inicial-mente, aunque dada la alta eficacia para mantener la oxigenación y de acuerdo con la evidencia disponible con baja contaminación, en estudios experimentales realizados con CNAF al colocar tapabocas quirúrgico al paciente, disminuye el riesgo de dispersión de aerosol al toser o estornudar a menos de 20 cm, lo que además es un beneficio adicional, ya que no es posible utilizar un tapabocas sobre una máscara de Venturi ¹³. Incluso existen ya sociedades como la Sociedad Española de Neumología y Cirugía Torácica que recomiendan esta práctica ante la duda de la existencia real de dispersión ¹⁴.

Estudios en los que se tomaron modelos de experimentación y mediante el uso de luz láser se podía visualizar las partículas de humos exhaladas; se pudo evaluar a diferentes valores de FiO2 y flujo de oxígeno la distancia de dispersión en centímetros ¹³.

Se revisa la evidencia y se hace un resumen de la distancia de dispersión, como se observa en la Tabla 2.

En la literatura consultada se encontraron resultados diferentes en cuanto a los desenlaces de mortalidad y requerimiento de intubación orotraqueal. Algunos estudios demuestran la disminución de la tasa de intubación orotraqueal ¹⁵. El flujo alto genera bajos niveles de presión positiva en las vías aéreas superiores, FiO2 variable, susceptible de ajustar a necesidad, cuya propiedad de lavado de CO2 disminuye el espacio muerto fisiológico con reducción del trabajo respiratorio. En pacientes con IRAH independiente de la causa, se ha demostrado que el oxígeno de alto flujo permite mayor comodidad y oxigenación comparado con la máscara facial ¹⁶.

Debido a la disminución de la necesidad de intubación orotraqueal en insuficiencia respiratoria, la mortalidad es menor en los pacientes tratados con CNAF, al evitar los efectos adversos de la VMI. El oxígeno con CNAF mostró reducción en la gravedad de la disnea y una disminución de la frecuencia respiratoria ¹⁷.

Rochwerg et al.¹⁸ realizan una revisión sistemática y un metaanálisis con los cuales se evaluó la seguridad y eficacia de la CNAF en pacientes con IRAH. No se encontró efecto sobre mortalidad (RR 0,94 CI 0,67 - 1,31), cuando se comparó con la oxigenoterapia convencional en 1647 sujetos se logró demostrar su capacidad de reducir la necesidad de ventilación mecánica (RR 0,85 CI 0,74 - 0,99). La reducción absoluta del riesgo (RAR) fue de 4,4 % con NNT de 23. Además, la terapia con CNAF puede reducir la necesidad de escalar la terapia (RR 0,71 CI 0,51 - 0,98). La RAR fue de 9,5 % y el NNT, de 11 %. No tuvo efecto sobre la estancia en uci. El efecto de evitar la intubación y VMI fue consistente con estudios anteriores. El hecho de no realizar VMI disminuye el riesgo de infecciones nosocomiales, delirio y enfermedad tromboembólica. Estos desenlaces se asocian a menos costos relacionados con el tratamiento.

Ni et al.¹⁹ en una revisión sistemática y un metaanálisis, que incluyó ensayos clínicos controlados y aleatorizados, comparan la CNAF y la oxigenoterapia convencional (OC) o VMNI en 1084 pacientes, 506 de ellos tratados con CNAF, 208 con VMNI y 370 con oxigenoterapia convencional. La CNAF reduce la necesidad de intubación orotraqueal con una tasa de intubación orotraqueal de 50 % en el grupo de VMNI vs. 20 % en el grupo de CNAF; además de obtener un mayor número de días libres de uso de ventiladores de 28 días. Se encontró disminución de la mortalidad: un 22,2 % en pacientes con VMNI vs. un 5 % en pacientes con CNAF. Estos hallazgos se explican probablemente por una adecuada ventilación/minuto y oxigenación suficiente además de su capacidad de entregar una concentración de oxígeno que es constante, mientras que la OC no puede entregar el FiO2 necesario a un paciente con taquipnea dado que se diluye en el ambiente el oxígeno inspirado. Por ende, se produce una disminución tanto en la frecuencia como en el trabajo respiratorio y mejora la sincronía toracoabdominal, lo que hace que la respiración que es más lenta y profunda puede aliviar la disnea del paciente por la vía neural, que la activación de los mecanismos reflejos y neuronales que igualmente disminuyen la frecuencia y el trabajo respiratorios. Además, que el sistema de humificación preserva la función de la mucosa y facilita el aclaramiento de secreciones, lo que reduce el riesgo de atelectasia y mejora la oxigenación.

Existe la necesidad de predecir el paciente que va a fallar a este tipo de terapia con CNAF, por lo que se desarrolló el índice Rox definido como la relación entre la saturación de oxígeno y la fracción inspiratoria de oxígeno o SaO2/FiO2 sobre la frecuencia respiratoria (FR). En el trabajo original se eligieron pacientes con neumonía de cualquier etiología que fueran incapaces de mantener saturaciones por encima del 92 % (a nivel del mar) o con FR por encima de 25 respiraciones por minuto, que no tuvieran indicación inmediata de intubación o que tuvieran indicación de no reanimación, en 5 unidades de cuidado intensivo en España y Francia. Gracias a curvas de ROC (regression operating curve) se encontró que por encima de un valor de 4,88, independientemente del tiempo de uso inicial: a las 2, 6 y 12 horas de terapia con CNAF los pacientes tienen mayor probabilidad de éxito y los que tienen un valor inferior se asocian con mayor riesgo de intubación en los modelos de regresión de Cox. Los pacientes que no logran subir dicho índice en el mismo tiempo de evaluación, igualmente se asocian con fracaso a la terapia ²⁰. Ya existe incluso un trabajo en pacientes con neumonía por sARs-cov-2 confirmado en el que se reevaluaron las curvas de Kaplan-Meyer en un estudio único retrospectivo en pacientes mayores de 18 años, en el cual se les midió el índice ROX varias veces al día, y se encontró que el valor promedio de este índice para predecir falla a la terapia con CNAF fue de 5,37, valor superior a la descripción inicial antes de la pandemia, como se comentó antes. Los pacientes que se encuentren por encima de este valor tienen menor riesgo de fracaso a la terapia con el alto flujo ²¹.

A pesar de la preocupación inicial de los médicos en todo el mundo por la dispersión de aerosoles, los sistemas de CNAF no fueron utilizados inicialmente; no obstante, dada la alta eficacia para mantener la oxigenación y de acuerdo con la evidencia disponible con baja contaminación, en estudios experimentales realizados con CNAF, al colocar tapabocas quirúrgico al paciente, disminuye el riesgo de dispersión de aerosol al toser o estornudar a menos de 20 cm, lo que además es un beneficio adicional, ya que no es posible utilizar un tapabocas sobre una máscara de Venturi.

Conclusiones

Todos los sistemas de oxígeno son posibles aspersores de partículas, mas no generadores, esto significa que la producción de gotas o aerosoles en el paciente y el flujo e interfaz son los que incrementan la distancia de goteo o dispersión del aerosol. Por lo tanto, todos los sistemas constituyen un riesgo para el personal de salud que está en contacto con el paciente si la distancia es inferior a un metro.

La inclusión de CNAF se propone como una alternativa para manejar a pacientes que no responden a la oxigenoterapia convencional, pero en quienes no tienen criterios de intubación se aclara que no es una estrategia de ventilación sino de aporte de oxígeno a alto flujo. Como opinión de los autores, se considera que este es el gran problema de los estudios ya que incluyen la CNAF en la ventilación mecánica no invasiva cuando no lo es.

En el marco del riesgo de contaminación, cabe destacar que no es inocuo, aunque se encuentra en el mismo espectro de riesgo de los otros sistemas, pero con muy buenos resultados en falla hipoxémica, lo que permite disminuir la tasa de intubación.

Esta alternativa, que es de fácil manejo por el personal de salud y que tiene aprobación en COVID-19 por la OMS y la Organización Panamericana de la Salud (PAHO, por sus siglas en inglés), en fase de mitigación de pandemia COVID-19 permitirá liberar ventiladores mecánicos que deben estar disponibles para pacientes más críticos.