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OSSIGENOTERAPIA

 

L'Ossigenoterapia nella pratica riabilitativa ed assistenziale.

 

La concentrazione di Ossigeno nell'aria ambiente è pari al 21 %, la sua pressione parziale è 159 mmHg alla pressione atmosferica normale. La respirazione è il processo fisiologico che porta i gas respiratori dall’atmosfera alle cellule e viceversa.  La PO2 negli alveoli polmonari è pari ai due terzi di quella del gas inspirato. I valori normali di PO2 arteriosa variano da 95 a 97 mmHg. e sono decrescenti con l'aumentare dell'età del soggetto. Ogni grammo di emoglobina lega fino a 1,3 volumi di Ossigeno e l'Emoglobina satura di O2 è normalmente superiore al 98 per cento del totale.

La presenza di 60 mmHg di pressione parziale di Ossigeno (PaO2) nel sangue arterioso consentono all’emoglobina di saturarsi al 90 %. Teoricamente questo valore indica una quantità sufficiente di Ossigeno in periferia, L'esame più affidabile per valutare lo stato di tutti questi parametri nel sangue è l'emogasanalisi arteriosa (EGA).

I valori normali sono i seguenti:

PaCO2: 35-45 mmHg

PaO2: 96-100 mmHg (decresce con l'età)

pH: tra 7,38-7,42  

I malati con insufficienza respiratoria grave e malattia broncopolmonare cronica ostruttiva complicata hanno una  ridotta sopravvivenza, disabilità respiratoria grave e prognosi infausta.

Due studi (1, 2) hanno dimostrato l'efficacia della somministrazione continuativa di Ossigeno, mantenuta tra 18-24 ore al giorno.

 

nel grafico sono riportate le curve di sopravvivenza in mesi, in due gruppi di malati affetti  da BPCO trattati e non trattati con Ossigenoterapia. domiciliare a lungo termine (LTOT). La sopravvivenza dei gruppi trattati è significativamente aumentata rispetto ai controlli.

La sopravvivenza e la qualità di vita dei malati con ostruzione grave e irreversibile delle vie aeree (FEV1 o volume espiratorio forzato in un secondo inferiore a 1,5 L), ipossiemia (PaO2 < 55 mmHg) e cuore polmonare, migliora infatti significativamente riportando i valori di Ossigeno arterioso a livelli il più possibile vicini alla norma. E' stato osservato che il beneficio è proporzionale alla durata dell'Ossigenoterapia in quanto viene prevenuta l'ipertensione polmonare.

La riduzione della pressione parziale di O2 nel sangue arterioso può porta ad una riduzione dell'ossigenazione dei vari organi ed apparati dell'organismo.  

Il miglioramento si misura con una serie di riscontri clinici e di laboratorio, che si possono schematizzare come segue:

incremento della sopravvivenza a 5 anni;
maggiore tolleranza allo sforzo;
riduzione della policitemia;
rallentamento o prevenzione dell'evoluzione in cuore polmonare;
miglioramento della qualità del sonno;
riduzione dei costi sociali, per la riduzione del numero di ricoveri.

La terapia con Ossigeno anche a lungo termine (LTOT), tuttavia, non è in grado di fermare il declino della funzione polmonare e della pressione di Ossigeno a riposo.

Si deve ricordare che le alterazioni dei valori di  ossiemia e capnia (Anidride Carbonica) possono essere anche influenzate da fattori extrapolmonari che alterino la tensione di O2 e CO2 nel sangue venoso misto; fra questi il più importante è la gittata cardiaca.

Un valore di Ossigeno nel sangue arterioso (PaCO2) inferiore a 60  mmHG e si definisce Ipossiemia. L’Ipossia non è un sinonimo ed indica una condizione di ridotto apporto di Ossigeno ai tessuti. I sintomi più frequenti di ipossia sono confusione mentale, eccitazione, cefalea, nausea, disorientamento; spesso si riscontrano tachicardia e tachipnea. Negli stadi più avanzati, il malato scivola verso uno stato di incoscienza.

L'Ossigenoterapia può essere prescritta sia per le situazioni acute sia croniche. La circostanza in cui è più frequente la prescrizione di Ossigeno a lungo termine è l'ipossia cronica, con o senza ipercapnia, legata a broncopneumopatie croniche ostruttive, patologie polmonari interstiziali, fibrosi cistica e ipertensione polmonare. E' giustificato l'uso di O2 a scopo palliativo nei pazienti pneumopatici terminali.  

 Possibili cause di ipossia - ipossiemia

riduzione della concentrazione di O2 nell'aria
ipoventilazione
alterazione della diffusione dell'O2
shunt
alterazione del rapporto ventilazione-perfusione
erogazione insufficiente di Ossigeno ai tessuti
diminuzione della concentrazione di emoglobina
diminuzione della capacità di trasporto dell'emoglobina
diminuzione della gittata cardiaca
ipoperfusione
apporto di O2 inadeguato
aumento della richiesta di O2
avvelenamento degli enzimi cellulari (intossicazione da cianuro)
edema polmonare(aumento della distanza tra capillari e alveolo o cellula)  
 

OSSIGENOTERAPIA IN AMBIENTE OSPEDALIERO:

in ambiente ospedaliero l’Ossigenoterapia viene erogata attraverso sistemi centralizzati che forniscono Ossigeno gassoso puro a bassa pressione. La regolazione, a parete, avviene attraverso sistemi di verifica a flusso x minuto. Le tipologie di Flussometri maggiormente utilizzati erogano fino a 4- 15-30 litri x min.

Nelle Unità di Terapia Intensiva e Sub-Intensiva si trovano flussometri di alta precisione che consento di graduare finemente il flusso per unità decimali di litro.
L'Ossigeno è un gas freddo e secco, pertanto, è necessario umidificarlo e riscaldarlo prima del suo utilizzo. E' possibile utilizzare il gorgogliatore che frazione il flusso di gas in una piccolo contenitore di acqua sterile (foto).  Questo gorgogliatore viene fissato alla base del flussometro.
Acqua sterile preconfezionata. Questo sistema di umidificazione va escluso se si utilizza l'erogatore dell'Ossigeno come propellente per le ampolle dell'Aerosolterapia.

 

E’ buona regola sostituire l’acqua ogni 15 giorni e il gorgogliatore va lavato e asciugato con cura, oppure sterilizzarlo con la stessa frequenza. Nella nostra esperienza si è preferito optare per gorgogliatori di materiale plastico del tipo “usa e getta” (7), sostituiti con cadenza quindicinale, invece che sterilizzare i gorgogliatori tradizionali, per alcune ragioni:

In uno studi effettuato nel nostro reparto furono esaminati i liquidi ristagnanti nei gorgogliatori, che non furono mai puliti, ma solo riempiti,  per più di 30gg.

Il liquido ristagnante, in tutti i campioni raccolti, risultava sterile da 1 a  15 giorni.
Dopo 30 gironi il 40% dei liquidi ristagnanti e non sostituiti presentavano inquinamento con Pneudomonas S.
Nessun campione era inquinato a 30 gg. con ife fungine.

Dato che la degenza media nei malati non era superiore a 15 giorni si optò per una tipologia di gorgogliatori di basso costo (di plastica, non riutilizzabili e non sterilizzabili foto sopra , a sinistra) da sostituire ad ogni dimissione (studio non pubblicato).  

SISTEMI DI SOMMINISTRAZIONE 

I metodi utilizzati nelle strutture ospedaliere prevedono la somministrazione a flusso continuo tramite :

Cannule nasali:

generalmente erogano Ossigeno puro a basso flusso che si miscela all'aria ambiente quando il soggetto inspira. Sono utilizzabili fino ad un flusso x minuto di 4 -5 lt circa. Aumentando tale portata si devono utilizzare maschere ad alta concentrazione oppure maschere ad effetto Venturi. Ogni L/min di O2 aggiunge circa il 3-4 per cento alla concentrazione frazionale di Ossigeno (FiO2), che nell'aria ambiente è 20,9 %; quindi, in genere, un flusso di 1 L/min garantisce una FiO2 al 24 per cento, 2 L/min al 28 per cento e così via. La FiO2 effettiva del soggetto dipende però, oltre che dalla sua patologia, anche dalla frequenza e dal tipo di respiro (se il soggetto ha un respiro frequente e superficiale la quantità di Ossigeno che raggiunge gli alveoli sarà inferiore, perché molto verrà disperso con l'espirazione). Una maggiore frequenza del respiro diluisce maggiormente l'O2 inspirato con l'aria ambiente.  

Non è dimostrato che la respirazione con la bocca, anziché col naso, riduca la quantità di Ossigeno inalato, perché tra rino e orofaringe si crea una riserva di Ossigeno che viene inalato indipendentemente dalla via di respirazione. La verifica della Ossigenoterapia va effettuata con il monitoraggio della SpO2 (pulsossimetria).  

 

Maschera facciale semplice:

Sono da preferire a queste l

e MASCHERE PER OSSIGENOTERAPIA D EFFETTO VENTURI.  

Tecnicamente questa maschera fornisce una percentuale nota di O2 all'interno della maschera purché sia erogato il flusso indicato sul beccuccio di ingresso della M. VENTURI (v. foto di esempio: il flusso di 8 Lt x min fornisce una concentrazione di O2 all'uscita del 40 %).

le maschere hanno un volume che varia da 100 a 300 ml e sono in grado di somministrare una FiO2 dal 24% al 60% con flussi tra i 6 e i 10 L/min. Con maschera facciale il raggiungimento della FiO2 desiderata dipende dalla frequenza e dal tipo di respirazione.  Le maschere sono ingombranti, poco confortevoli, attutiscono la voce ed sono di ostacolo nell'alimentazione. La regolazione della effettiva concentrazione di Ossigeno erogato è difficoltosa, e necessitano di continuo monitoraggio della SpO2 (pulsossimetria). Sono, pertanto poco utilizzate.

Queste forniscono quantità di O2 costanti a concentrazioni predeterminate: 24, 28, 31, 35, 40, 50 60% , a seconda delle ditte produttrici.

Questo sistema consente interfacce sia facciali, sia tracheostomiche.

Se è necessaria una FiO2 superiore al 50% si può somministrare l'Ossigeno attraverso una valvola senza rirespirazione con serbatoio, o valvola a una sola via.
Concentrazioni di O2 maggiori si possono ottenere utilizzando maschere con due vie. Una fornisce il flusso di Ossigeno, la seconda è la via espiratoria.
Respirando in queste maschere il soggetto non miscela la propria aria espirata con il flusso di Ossigeno inspirato (v. foto. modello Hi-OX ditta Sensor Medics). Queste maschere sono utilizzate in ambiente ospedaliero, e vengono raramente fornite al domicilio.  

Cateteri transtracheali:

vengono inseriti attraverso la cricoide tra il secondo ed il terzo anello tracheale. Il posizionamento del catetere permette di somministrare l'Ossigeno a 2 cm di distanza dalla carena, la dispersione di O2 è minima e la trachea funge da serbatoio di Ossigeno.

Per questo motivo il sistema viene considerato tra gli economizzatori di Ossigeno. Consente un risparmio di Ossigeno di circa il 50 per cento rispetto ai sistemi convenzionali e l'ossigenazione non varia con la frequenza respiratoria, il volume corrente o il flusso inspiratorio. Aumenta il rischio di infezioni tracheo-bronchiali. E' poco utilizzato in Italia.  

L'UMIDITA' IDEALE Non ci sono prove della necessità di umidificare l'Ossigeno quando viene somministrato attraverso cannule nasali a un flusso minore di 5 L/min.  
Inoltre, gli umidificatori a gorgogliamento, generalmente utilizzati, producono una quantità di vapore acqueo assai limitata. L'Ossigeno che fluisce attraverso l'umidificatore è a temperatura ambiente e quando viene portato alla temperatura corporea l'umidità relativa diminuisce. Ovviamente, l'umidificazione diventa necessaria quando il malato viene ossigenato attraverso tracheostomia o catetere transtracheale, dato che le vie aeree superiori vengono bypassate dal catetere.  In questi casi è necessario un umidificatore a caldo.

Per evitare depositi di calcare è preferibile usare l'acqua bidistillata. L'aggiunta di sostanze quali mentolo o alcool all'acqua di umidificazione non è da considerare razionale.

Non occorrono precauzioni particolari per l'umidificatore, solo alcune avvertenze:

·        il contenitore va lavato con un normale detergente (detersivo liquido per piatti), sciacquato ed asciugato prima di riempirlo nuovamente (è sufficiente compiere questa operazione ogni 2-3 giorni). Per un'eventuale disinfezione è sufficiente immergere il contenitore in 15 mL di Milton o 30 mL di amuchina in un litro d'acqua

Indicazioni per l'Ossigenoterapia a lungo termine

1.      ipossia grave

                             Pa O2 < 55 mmHg

2.     ipossia moderata con cuore polmonare

                             Pa O2 55-59 mmHg

                            ematocrito > 55 %,

                            scompenso cardiaco.

3.     ipossia lieve associata ad altre condizioni patologiche

                             PaO2 < 60 mmHg in corso di pneumopatia e altre condizioni cliniche che lo richiedono, quali apnea da sonno con desaturazione notturna non corretta dalla CPAP.

Il fabbisogno di Ossigeno viene determinato in base all'emogasanalisi. Oltre che con l'emogasanalisi, la saturazione arteriosa di Ossigeno può essere misurata anche con la pulsossimetria non invasiva. Questo esame misura la trasmissione di due lunghezze d'onda di luce attraverso la cute.

 In genere, la pulsossimetria viene utilizzata con una buona affidabilità per monitorare la saturazione di Ossigeno e regolarne il flusso. Occorre tenere in dovuta considerazione che, a causa dell’errore dello strumento, questa, nel monitoraggio, dovrebbe essere sempre > 92%.  Non è invece sufficientemente precisa da sostituire l'emogasanalisi al momento della valutazione iniziale del malato, non correla con l’incremento della PaCO2 e non misura l'equilibrio acido-base (5).  

 

OSSIGENOTERAPIA AL DOMICILIO I sistemi principali per l'erogazione di Ossigeno a casa sono due: concentratori di Ossigeno a produzione continua e  contenitori di una riserva liquida del gas. Le bombole che contengono Ossigeno gassoso ad alta pressione sono pericolose e ormai abbandonate.

La scelta del sistema più idoneo deve tener conto delle condizioni generali di mobilità e delle esigenze del paziente, della situazione domestica (sia architettonica sia geografica, per eventuali difficoltà di distribuzione e approvvigionamento) e del livello di collaborazione che il malato e i suoi familiari sono in grado di offrire. In pratica un soggetto che non possa uscire dal proprio domicilio dovrebbe avere una prescrizione di Ossigenoterapia dal concentratore. Se la mobilità extra domicilio è ancora possibile, è preferibile  una fornitura di Ossigeno liquido, che consente al malato di uscire di casa portando con sé un piccolo stroller con Ossigeno liquido.  

IL CONCENTRATORE

 Si tratta di uno strumento che, come dice il nome stesso, concentra l'Ossigeno dall'aria ambiente e può erogarlo al flusso desiderato anche 24 ore su 24.

Il concentratore funziona a corrente ed è utile nei malati che hanno bisogno di alti flussi di Ossigeno in modo continuativo.  
E' un apparecchio elettrico che separa l'Ossigeno dall'aria utilizzando filtri molecolari che trattengono tutti gli altri gas; l'Ossigeno così filtrato viene emesso a una purezza  >90 %.

                  

Concentratore di Ossigeno: Mujelli mod. ATMOSPHERE

Il concentratore richiede una manutenzione minima, che però va programmata ogni 3.000 ore di funzionamento, in modo tale da garantire una corretta concentrazione di O2.  

Data la relativa rumorosità dell'apparecchio questo può essere posizionato nell'abitazione del malato, ad una distanza da lui di 5 - 6 metri, con un sistema di tubi e prolunghe.

I vantaggi sono rappresentati da una riduzione dei costi rispetto alla fornitura di Ossigeno liquido derivanti dalla minor complessità della organizzazione dell'Home Care domiciliare.

Lo svantaggio di questo sistema è nella scarsa mobilità, la poca purezza dell'Ossigeno erogato se i flussi divengono elevati (a 4 L/min la concentrazione scende a valori inferiori all'85 %), e nel consumo energetico necessario al funzionamento elettrico dell’apparecchiatura. Il soggetto deve, inoltre, tenere sempre una bombola di Ossigeno di scorta, in caso di mancanza improvvisa di energia elettrica. Recentemente sono stati introdotti nel mercato alcuni concentratori portatili che funzionano con l'energia elettrica della batteria dell'automobile, Di dimensioni e peso ridotti.

Concentratore di Ossigeno : SIM Italia mod. TRAVELAIR.       

Rete elett. + batteria + presa accendisigari (automobile-barca, etc.)

Questi, tuttavia, non vengono forniti dal Servizio Sanitario Nazionale.

Vi sono alcune precauzioni tecniche da osservare:

verificare che l'ugello, tarato e montato sul concentratore, sia adatto alla prescrizione medica; il filtro ad aria va lavato in acqua fredda senza sapone e asciugato lontano da fonti di calore. Il concentratore e il filtro vanno puliti con un panno umido, senza uso di solventi.  

L'OSSIGENO LIQUIDO. Il sistema, basato sulla tecnologia aerospaziale,  è formato da due contenitori criogenici: una grande bombola, generalmente di 35 - 40 litri di liquido, con una altezza tra 60 - 100 cm., e uno portatile.
( nella foto : la bombola grande mentre si carica il portatile) si noti come si condensa il vapore acque causa il freddo < 120°)

Sono in grado di garantire una riserva di Ossigeno sufficiente per diversi giorni (1 L di Ossigeno liquido si converte in 860 litri  di Ossigeno gassoso se riportato a pressione e temperatura ambiente).

Il recipiente madre è montato su un carrello, può essere agevolmente trasportato, ha una capacità molto elevata e richiede la sostituzione ogni 5-12 giorni, a secondo della estrazione terapeutica, e della evaporazione (valvola di sicurezza). Il portatile (stroller) ha peso e dimensioni abbastanza contenuti, ve ne sono da 0,5 a 1,250 litri di Ossigeno liquido che pesano tra 3,5  e 5 Kg. circa.

L'utilizzo dell'Ossigeno liquido è una modalità di erogazione più adatta ai malati che, nonostante i disturbi respiratori, continuino a essere indipendenti e riescano a uscire di casa.

Grazie al contenitore portatile, è possibile mantenere una discreta vita di relazione e ridurre la disabilità respiratoria.

Il portatile, causa l'utilizzo per tempi brevi, generalmente viene utilizzato senza umidificatore. La bassa temperatura del gas può far insorgere delle varici nasali (esperienza personale non pubblicata).

La pressione nella bombola dell' Ossigeno liquido è circa 100 volte inferiore a quella dell'Ossigeno gassoso stivato in bombole ad alta pressione, quindi non esiste il rischio di esplosione. Entrambe i sistemi per l'Ossigeno liquido hanno una valvola aperta (per sicurezza) che svuota lentamente i contenitori anche senza estrazione terapeutica.  Il sistema portatile riempito e non utilizzato si svuota in 24 - 36 ora ca.

Durante la ricarica una grande quantità di Ossigeno va disperso nell'ambiente. Nella nostra esperienza (dati non pubblicati) ogni volta che viene caricato un portatile da lt. 1,2 si disperdono circa 1000 litri di O2 nel'ambiente. Per questa  ragione occorre caricare il portatile appena prima del suo reale utilizzo ed è necessario effettuare la ricarica in ambiente ben aerato e lontano da fonti di calore e fiamme libere (v. oltre nel testo).

Nella foto:  Interfaccia tra bombolone e portatile (stroller)

Leva di carica dopo il posizionamento.

Peso del portatile, che con un dinamometro mostra l'effettivo riempimento (nella foto a sinistra è vuoto).

Con il contenitore portatile si devono usare le stesse precauzioni che si utilizzano per l'Ossigeno erogato negli ambienti: in particolare, è preferibile ventilare la stanza dove si trova la bombola dell’ O2 liquido, o l'abitacolo dell'auto dove viene trasportato. Evitare la vicinanza con fiamme libere (l'O2 incrementa notevolmente la combustione). Impedire che si fumi nelle vicinanze (rischio ustioni) e fissare con cinghie il contenitore quando viene trasportato. L'Ossigeno evapora più velocemente quando il contenitore è sottoposto a scuotimento e l'autonomia tra una ricarica e l'altra diviene più limitata.  Se il contenitore si capovolge accidentalmente bisogna evitare qualsiasi contatto con il liquido versato, il ghiaccio e i vapori che causerebbero lesioni cutanee da ipotermia.  

 

Precauzioni: Gli incidenti a domicilio legati all'uso delle bombole a tutt'oggi sono rari. I rischi principali sono rappresentati da incendi o esplosioni, che si verificano però in presenza di comportamenti imprudenti quali accendere una sigaretta in corso di Ossigenoterapia o contatto diretto con fornelli o fonti luminose calde. L'incidente potenzialmente più grave è la caduta accidentale della bombola: l'eventuale distacco del regolatore di Ossigeno compresso può provocare la fuoriuscita del gas, con un effetto incendio. 

Altre danni si possono avere per rapido raffreddamento di parti del corpo se vengono a contatto con l'Ossigeno liquido. Per questa ragione occorre prestare attenzione alle fuoriuscite di gas o (in caso di guasto del portatile) di Ossigeno liquido durante la carica dalla bombola.

L'Ossigeno va considerato a tutti gli effetti un farmaco che può portare effetti collaterali: va assunto quindi dietro prescrizione medica con dosaggi ben identificati e durata non inferiore a 18 ore/die. 

Le pause, nella somministrazione, non dovrebbero eccedere i 90 minuti (6). Nel grafico si evidenzia l'incremento della pressione in arteria polmonare conseguente alla rimozione di Ossigeno, dopo un tale periodo di sospensione.

Occorre sapere che l'esposizione prolungata a concentrazioni elevate di Ossigeno (> 60%) danneggia il tessuto polmonare (4).

Nei malati con broncopneumopatia cronica la somministrazione di O2 può provocare una soppressione dello stimolo ipossico al respiro, portando quindi ad un peggioramento dell'ipercapnia.

 Il metodo più utilizzato al domicilio è certamente la modalità flusso continuo tramite cannule o occhiali nasali. I sistemi con maschera sono raramente utilizzati in quanto peggio sopportati dal malato. Sono, infatti, più scomodi poiché coprono la bocca.

Ossigenoterapia intermittente. 

Anche se viene considerata un placebo, in alcuni pazienti l'Ossigenoterapia intermittente produce un sollievo dei sintomo dispnea. Viene spesso utilizzata nei malati terminali.  

Bibliografia

      1) Medical Research Council Working Party. Long term domiciliary oxygen therapy in chronic hypoxic cor pulmonale complicating chronic bronchitis and emphysema. Lancet 1981; 1: 681

      2) Nocturnal Oxygen Therapy Trial Group. Continuous or nocturnal oxygen therapy in hypoxic chronic obstructive lung disease. Ann Intern Med 1980; 93: 391.

         3) Rees PS et al. ABC of oxygen. Oxygenotherapy in chronic lung disease. BMJ 1998; 317: 798.

         4) West J. B. “Fisiologia della Respirazione” PICCIN 1991

         5) Chittock D.R.et all " Oxigen transport and oxigen consumption" cap. 20, in Tobin J.M. "Principles and practice of intensive Care Medicine" Mc Graw-Hill 1998

6) Jubran A. Pulse oximetry. In: Tobin MJ. Principles and practice of mechanical ventilation. New York; McGraw-Hill; 1998: 261-287. 34

7) Ditta Flow-meter. Levate (BG)