¿El uso de CNAF mejora la hipoventilación por cambios en el volumen de expectoración de EPOC?

Traigo un trabajo sobre alto flujo presentado en el último congreso SEPAR que ha sido realizado en el Hospital Pitié-Salpêtrière de Paris, y que viene a intentar verificar si en pacientes con Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica (EPOC) e hipercapnia diurna, el uso de cánulas de alto flujo asociado a fisioterapia respiratoria produce cambios en el volumen de expectoración, que se manifiestan como una mejoría de la hipoventilación (PtCO2).


Analizamos los datos procedentes de 9 pacientes con limitación al flujo aéreo hospitalizados en rehabilitación después de un episodio de exacerbación. Medimos y comparamos el volumen de expectoración de los días en los que se realizaba una hora de cánulas de alto flujo y posterior fisioterapia respiratoria, con los días en los que sólo se realizaba fisioterapia respiratoria. Analizamos también la evolución de la PtCO2 a través de distintos medios de soporte ventilatorio.


Obtuvimos que la media del volumen de expectoración en los días en los que se realizaba una hora de cánulas de alto flujo y veinte minutos de fisioterapia fue de 5 ±5 ml, mientras que el volumen de expectoración los días en los que sólo había fisioterapia respiratoria fue de 6 ±8 ml (p = 0,7).



La media del valor de PtCO2 fue respectivamente 51 ±3 mm Hg; 50 ±4 mm Hg (p<0,001); 48 ± 3 mm Hg (p<0,001); 45 ± 5mm Hg (p<0,001) para ventilación espontánea en aire ambiente, con gafas nasales de bajo flujo, con cánulas nasales de alto flujo y con ventilación mecánica no invasiva.



Con este trabajo confirmamos que las cánulas nasales de alto flujo mejoran la hipoventilación en estos pacientes como previamente ya habíamos descrito pero no al nivel de la VNI. No encontramos diferencias estadísticamente significativas añadidas a las cánulas nasales de alto flujo en cuanto al volumen de expectoración después de fisioterapia respiratoria.


Como diversos estudios ya han mostrado queríamos demostrar si los cambios en el aclaramiento mucociliar demostrados como un aumento en el volumen de expectoración de estos pacientes venían a ser responsables de la mejora de la hipoventilación, a través de un mejora del cociente V/Q.


Los distintos estudios sobre el aparato mucociliar nos han enseñado que la pérdida de calor y humedad pueden provocar alteraciones en este transporte mucociliar, dando lugar a alteraciones del intercambio gaseoso, por una disminución del cociente V/Q. Encontramos diversas razones para esto, como que la capa de moco adquiere un mayor grosor y densidad, que la capa acuoso disminuye su grosor, lo que hace que el movimiento de los cilios se enlentezca o incluso se pare, y que la pérdida de calor del epitelio hace que los cilios batan también con menos frecuencia. Estas razones nos ayudaron a formular la hipótesis que presentamos en este estudio.


Hasani A et al. publicaron uno de los primeros estudios sobre cánulas de alto flujo y aclaramiento mucociliar en 2008, en el que incluyeron a 14 pacientes con bronquiectasias, aunque solo 10 completaron el estudio, el que demostraron mediante la administración de un radiotrazador en aerosol que el uso de cánulas nasales de alto flujo con una temperatura de 37ºC durante 3 horas al día, durante 6 días, provocaba una disminución en el área bajo la curva pre y post tratamiento estadísticamente significativa en cuanto a la cantidad de radiotrazador almacenado en el sistema respiratorio, lo que demostraba una mejoría del aclaramiento mucociliar.


Entre las limitaciones que encontramos en nuestro estudio responsables de que no obtengamos una significación estadística, puede encontrarse una de ellas en los criterios de inclusión, pues no buscamos pacientes con bronquiectasias, sino pacientes con EPOC e hipercapnia diurna. Así mismo, nuestras horas de uso distan de lo encontrado en otros artículos como éste último, en dónde establecen necesario el uso de al menos 3 horas diarias todos los días como mecanismo para mejorar el aclaramiento mucociliar. Por último, tampoco usamos una temperatura fija de 37ºC, sino que variamos la temperatura según las preferencias del paciente para hacer así mas confortable su uso.


Parece ser pues que hay un perfil de paciente que el que mejores ventajas obtiene de este tipo de soporte ventilatorio, así como un mínimo de requisitos a cumplir en cuanto a horario y características del alto flujo. Quizás los próximos estudios deberían de ir dirigidos a valorar exactamente cual es el perfil de paciente que mejor responde a esta ventilación y cuales son los criterios mínimos a cumplir para obtener dicha mejoría.


I would like to present you a study about last SEPAR congress, which has been done in Pitié-Salpêtrière hospital in Paris. The purpose of the study was to verify if in patients with COPD and daytime hypercapnia, the use of high-flow nasal cannula produces changes in the expectoration volume of sputum, associated to respiratory physiotherapy, that can be manifested as an improvement in hypo-ventilation.


We analyzed data from 9 patients with airflow limitation admitted to rehabilitation after an episode of COPD exacerbation. We measured sputum volume after 1hour of high-flow cannulas before respiratory physiotherapy, and compared it with the days when only respiratory physiotherapy was performed. We also analyzed the evolution of PTCO2 through different ventilator supports.


We realized that the average of sputum volume after one hour high-flow and twenty minutes of physiotherapy’s days were 5 ±5 ml, while the sputum volume with only physiotherapy was 6 ±8 ml (p = 0,7).


The average of PtCO2 values were respectively 51 ±3 mm Hg; 50 ±4 mm Hg (p<0,001); 48 ± 3 mm Hg (p<0,001); 45 ± 5mm Hg (p<0,001) for spontaneous ventilation in room air, with low-flow cannula, with high-flow cannula and with non-invasive ventilation.

We concluded that high-flow cannula improve hypo-ventilation in these patients,but not better than NIV. We didn’t find statistical difference between adding high-flow cannula in the sputum volume before respiratory physiotherapy.


We wanted to demonstrate whether the changes in mucociliary clearance, demonstrated as an increase in the volume of expectoration of these patients, came to be responsable for the improvement of hypo-ventilation, through an improvement of the V/Q ratio.


Different studies about mucociliary system showed that the airway mucosa loss of heat and humidity could have significant adverse effects on the function of the mucociliary transport system and lead to impaired gas exchange. We found many reasons which can explain these alterations of the mucociliary system like the mucus layer becoming thick and tenacious; the thickness of the aqueous layer decreasing, causing cilia to slow down or stop; and heat loss from the epithelium cells, making cilia beat less frequently.


Hasani A. et al. published one of the first studies about high-flow cannula and mucociliary clearance in 2008. They include 14 patients with bronchiectasis, but only 10 of them completed the study. The study demonstrate, through the aerosol radiotracer administration, that the use of high-flow with a 37ºC for 3 hours a day, for 6 days cause a decrease in the area under the curve pre and post treatement, which is statistically significant about the quantity of radiotracer stored in the respiratory system.


One of the limitation of our study could be the selection of inclusion criteria because we didn’t look patients with bronchiectasis, we only look COPD patients. Another limitation could be the hours of use, in other articles we found a minimal time of 3 hours for day, daily. Finally, the last limitation could be the temperature value that we use because in our study, we choised the temperature more comfortable to the patient and not a fixed 37ºC.


Maybe there is a patient profile, in which the advantages of this kind of ventilation are more evident; and maybe we have to meet a minimum of requirements in temperature, humidity and time of use. Further studies should be aimed at assesing exactly which is the patient best profile ,who better responds to the treatement and what are the minimum criteria to meet to obtain such improvement.

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