Utilizarea amestecurilor de heliu-oxigen (heliox) în l; astm acut sever - Swiss Medical Review

rezumat

În astmul acut sever, heliox ajută la reducerea dispneei atât în respirația spontană, cât și în ventilația mecanică. Acest efect se datorează scăderii rezistenței căilor respiratorii. În plus, a fost observată o propulsie mai bună a bronhodilatatoarelor inhalate. Pe de altă parte, aceste efecte fiziologice nu par să se traducă într-o îmbunătățire clinică clară la acești pacienți. Acesta este motivul pentru care locul acestui tratament rămâne nedeterminat în terapie intensivă. Acest amestec de gaze ar putea fi totuși util într-o situație de urgență pentru a evita intubația traheală și în cazul în care este aproape imposibilă ventilarea unui pacient cu un aparat respirator într-o situație de eșec terapeutic al altor modalități de tratament. Utilizarea helioxului în ventilația neinvazivă este încă subiect de investigație.

Introducere

Mai multe terapii, unele dintre ele descrise ca eroice (bypass cardiopulmonar, 1,2 schimburi de plasmă, 3 hipotermie indusă, 4 în special) au fost încercate în astmul acut sever, refractar la tratamentul convențional bine condus, inclusiv la copil. 5 Dintre acestea, putem număra utilizarea amestecurilor de gaze cu densitate redusă (heliu-oxigen) 6-8 și a agenților anestezici volatili, 9,10, care vor fi detaliate într-un articol viitor al recenziei. Ketamina 11-13 și propofolul 14 au fost, de asemenea, propuse. Din păcate, literatura referitoare la acești agenți diferiți se referă în principal doar la rapoarte de caz sau la serii foarte scurte. Prin urmare, sunt mai multe informații uneori exotice, adesea pur narative, decât studiile științifice strict vorbind.

Heliu și astm acut sever

Heliul (He) este un gaz rar, inert și lipsit de efect biologic. Densitatea sa este de aproximativ șapte ori mai mică decât cea a aerului. Această densitate scăzută este responsabilă pentru o scădere a rezistenței la fluxul de gaz în căile respiratorii. Utilizarea amestecurilor de heliu-oxigen (He-O2) cu FiO2 scăzut (heliox) face astfel posibilă reducerea muncii de respirație. Ideea utilizării acestui beneficiu în medicină datează din 1935, când Barach a observat îmbunătățirea dispneei la pacienții cu astm sever sau obstrucție a căilor respiratorii superioare prin inhalarea unui amestec de 30% oxigen și 70% heliu. 16 De la aceste prime observații, numeroase studii au sugerat efectul benefic al acestor amestecuri în caz de obstrucție a căilor respiratorii superioare, astm acut sever și boală pulmonară obstructivă cronică (BPOC). 7

Proprietățile fizice ale heliului

Heliul (He) este un gaz rar a cărui densitate este de șapte ori mai mică (0,179 față de 1,293 g/l la 20 ° C) și a cărei vâscozitate este puțin mai mare (188,7 față de 170,8 micropoza la 20 ° C) față de cea a aerului. Astfel, amestecurile He-O2 au o densitate mult mai mică decât cea a amestecurilor de aer-oxigen (aer-O2), în timp ce vâscozitatea este puțin diferită de la amestec la amestec. Figura 1 reprezintă valoarea densităților, măsurate la 20 ° C, pentru amestecurile He-O2 și aer-O2 în funcție de FiO2. Se poate observa că densitatea unui amestec de He-O2 este încă de două ori mai mică decât cea a unui amestec de aer-O2 pentru un FiO2 de 0,5.

Heliul este un gaz inert lipsit de efect biologic la presiunea atmosferică. Căldura sa specifică este de șase ori mai mare decât cea a aerului. Acest lucru are ca rezultat o răcire mai mare a corpurilor expuse amestecurilor de He-O2 decât amestecurilor de aer-O2. Consecințele în clinică nu au fost niciodată evaluate. În cele din urmă, viteza modificată a sunetului într-un amestec He-O2 conferă vocii un timbre ridicat și metalic. Reducerea densității gazelor inhalate datorită utilizării amestecurilor de He-O2 constituie factorul esențial care explică scăderea rezistenței căilor respiratorii căutate în terapie. Reducerea rezistenței în căile respiratorii depinde direct de tipul de curgere a gazelor inhalate.

Fluxul de gaz în căile respiratorii

Caracteristicile fizice ale fluxurilor de gaze pe căile respiratorii sunt complexe. Acestea depind de geometria arborelui traheobronșic, de fluxul și tipul de gaz și de tipul de curgere, care la rândul său este o funcție a variațiilor de diametru și lungime ale diferitelor segmente anatomice ale căilor respiratorii, de numărul de generații de bronhii și unghiul lor de diviziune și viteza de curgere a gazului. Aceasta variază considerabil în funcție de condițiile fiziologice și patologice. 17,18 Regimul de curgere în căile respiratorii poate fi laminar, turbulent sau de tranziție. 19 Tipul de regim este prezis de numărul Reynolds (Re). 18.19

Re este un număr adimensional reprezentat de următoarea ecuație:

Re = V.D.ρ/η(1) (ecuația 1)

V: viteza gazului (ml.s -1); ρ densitatea gazului (g.ml -1); D: diametrul tubului (cm); η: vâscozitatea dinamică a gazului (g.cm -1 .s)

În căile respiratorii, este de obicei acceptat faptul că un număr Re ≤ 2000 prezice un regim laminar, în timp ce un Re ≥ 4000 prezice un regim turbulent. Dacă 2000 2, rezultă o probabilitate mai mare ca fluxul să fie laminar, iar aceasta datorită scăderii Re. Multe studii au încercat să caracterizeze tipul de flux în căile respiratorii utilizând tehnici analitice morfometrice, date animale și tehnici de modelare. 16-18,20 Aceste studii arată că fluxul, inițial turbulent în tractul aero-digestiv, laringele și traheea, devine treptat laminar pe măsură ce bronhiile se divid datorită debitelor locale foarte mari. În timpul respirației calme (generând debite medii de ordinul a 0,5 L.s -1), tranziția între condițiile turbulente și condițiile laminare are loc în jurul celei de-a doua generații de bronhii. Dacă debitele cresc (2 L. -1), tranziția are loc la nivelul bronhiilor de generația a cincea. 17