You are not connected to the internet and now in offline mode. Only pages or articles you visited while connected will be available.

  1. Virtual Library
  2. ATOTW Tutorial
  3. Apnéia E Pré-Oxigenação

Get notified when a new tutorial is published!

Basic Sciences

Tutorial 297

Apnéia E Pré-Oxigenação

Dr. Andrew Biffen
Dr. Richard Hughes
Torbay Hospital, UK

Tradução autorizada do ATOTW #297 por Dra. Gabriela Nerone, Hospital Governador Celso Ramos, Brasil.

Correspondência para sba@sba.com.br

4 DE NOVEMBRO DE 2013


QUESTÕES

Antes de prosseguir, tente responder às seguintes questões. As respostas estão no final do artigo, juntamente com as respectivas explicações.

Questões de múltipla escolha: para cada opção, assinale verdadeiro ou falso.

  1. Os seguintes fatores reduzem a capacidade residual funcional:
    1. Obesidade
    2. Idade avançada
    3. Gestação
    4. Anestesia geral
    5. Posição supina
  2. A pressão parcial alveolar de oxigênio (PAO2) é diretamente influenciada por:
    1. Altitude
    2. Fração inspirada de oxigênio
    3. Laringoscopia
    4. Peso
    5. Hiperventilação
  3. Resposta única: escolha a única opção apropriada como resposta. A pré-oxigenação é alcançada mais adequadamente através do seguinte método:
    1. O2 a 10L/min através de máscara de Hudson por 5 minutos
    2. 8 ventilações de capacidade vital em um minuto de O2 a 100% através de máscara facial bem acoplada
    3. 12 ventilações de volume corrente em um minuto de O2 a 100% através de máscara facial bem acoplada
    4. 3 minutos de ventilação de volume corrente de O2 a 100% com o paciente segurando a máscara facial
    5. 15L/min de O2 através de máscara não-reinalante por 7 minutos

INTRODUÇÃO

O objetivo da pré-oxigenação é aumentar as reservas de oxigênio de modo a prolongar o tempo até a dessaturação em caso de apnéia, como ocorre frequentemente na indução da anestesia. Esse é o caso particularmente em uma indução em sequência rápida, quando se evita a ventilação por pressão positiva antes da intubação traqueal. A pré-oxigenação também pode ser vista como denitrogenação – ressaltando o fato de que é o nitrogênio que está sendo deslocado de dentro das vias aéreas pela alta concentração de oxigênio inspirado.

A taxa de dessaturação de oxigênio é influenciada pelo equilíbrio entre as reservas de oxigênio e o seu consumo. O oxigênio é armazenado no corpo dentro dos pulmões, sangue e tecidos. No contexto da pré-oxigenação, o maior aumento nas reservas de oxigênio ocorre nos pulmões; mais especificamente, na capacidade residual funcional (CRF). As reservas pulmonares de oxigênio são resultado da fração de oxigênio dentro dos alvéolos (estimada pela análise da fração expirada de oxigênio – FeO2) e da CRF. Heterogeneidade da relação ventilação-perfusão (V/Q), shunt particularmente, também afeta o conteúdo oxigênio no sangue. Isso pode ser influenciado pela relação entre a CRF e a capacidade de fechamento. O consumo de oxigênio é influenciado pela taxa metabólica. Alguns cenários clínicos, como obesidade, sepse, gestação e população pediátrica, cursam com encurtamento do tempo até a dessaturação.

CAPACIDADE RESIDUAL FUNCIONAL

A CRF é o volume de gás remanescente nos pulmões ao final de uma ventilação normal (volume corrente) e reflete o equilíbrio entre a tendência de expansão da caixa torácica e a tendência de colapso dos pulmões. O diagrama espirométrico abaixo ilustra a CRF e demais volumes pulmonares. Em um adulto saudável, a CRF é de 30ml/kg, totalizando 2100ml em um adulto de 70kg. Contudo, muitos pacientes que se apresentam para cirurgia tem CRF reduzida, o que por sua vez reduz a reserva pulmonar de O2. As causas dessa condição incluem obesidade, gestação, anestesia (com ou sem bloqueio neuromuscular) e doença pulmonar. Independentemente disso, a pré-oxigenação ainda será benéfica nesses pacientes em comparação com a ventilação em ar ambiente.

 

Calculando reservas de oxigênio

É possível calcular a oferta e o consumo de oxigênio para demonstrar os efeitos da pré-oxigenação:

A equação do gás alveolar é utilizada para calcular a PAO2:

PAO2 = PiO2 – [PaCO2/R]
Ventilando em ar ambiente (O2 a 21%):
PAO2 = 0,21 x (101,3 – 6,7) – 5,3/0,8 = 13,2 kPa = 99mmHg

Isso é equivalente a 13% (273ml) de oxigênio em uma CRF de 2100ml, sendo o conteúdo remanescente composto por 75% de nitrogênio, 7% de vapor d’água e 5% de CO2 utilizado no cálculo da equação do gás alveolar.

Para efeito de cálculo, o consumo de oxigênio em repouso é considerado como sendo 3,5ml/kg/min. Continuando com o exemplo de um adulto de 70kg, são consumidos aproximadamente 250ml/min de oxigênio. Portanto, nesse modelo, a CRF proporciona uma reserva de oxigênio equivalente a 70 segundos de consumo de oxigênio. Nem todo esse oxigênio pode ser extraído dos alvéolos; assim que a PaO2 diminui abaixo de 45mmHg, o gradiente de concentração é muito baixo para manter fluxo de oxigênio para a hemoglobina. Portanto, a quantidade de oxigênio utilizável nessa reserva é provavelmente cerca de 150ml. O tempo real até a dessaturação depende de um conjunto complexo de fatores, conforme descrito acima.

A pré-oxigenação é uma maneira altamente eficaz de prolongar o tempo até o esgotamento da reserva de oxigênio e consequente dessaturação.

Ventilando com O2 a 100%*:
PAO2 = (101,2 – 6,7) – [5,3/0,8] = 88kPa = 660mmHg

Isso equivale a aproximadamente 88% (1800ml) de oxigênio na CRF – equivalente a mais de 7 minutos de consumo de oxigênio, ou aproximadamente 10 vezes a quantidade de oxigênio utilizável em comparação com a ventilação em ar ambiente.

Isso demonstra que a substituição do nitrogênio da CRF com oxigênio aumenta significativamente as reservas disponíveis.

*Nota – este é um número teórico. Alcançar pré-oxigenação perfeita não é possível; 85% de ETO2 é uma meta razoável que ainda proporcionará 1500ml de oxigênio em reserva pulmonar no exemplo acima.

Shunt

Da mesma maneira que diminui o reservatório pulmonar de oxigênio, a relevância de uma CRF reduzida se estende à heterogeneidade da relação V/Q. A capacidade de fechamento é o volume pulmonar aquém do qual as pequenas vias aéreas se fecham. Se a CRF for reduzida para abaixo da capacidade de fechamento, as vias aéreas fechar-se-ão durante ventilação com volumes correntes, resultando em alvéolos que são perfundidos mas não ventilados. Isso é conhecido como shunt, um fenômeno que não é alterado pela administração de oxigênio a 100%.

APNÉIA

Durante o período de apnéia, o oxigênio continua a ser captado dos pulmões para o sangue. A absorção de oxigênio dos pulmões é consideravelmente maior do que o retorno de dióxido de carbono do sangue para os alvéolos (devido aos sistemas-tampão do organismo que absorvem grandes quantidades de CO2). A perda de volume resultante leva a uma pressão negativa que se desenvolve nos pulmões.

Se as vias aéreas superiores estiverem pérvias, o gás será continuamente conduzido da traquéia aos pulmões, de modo a equalizar o gradiente de pressão. Se o gás nas vias aéreas superiores for O2 a 100%, esse gradiente de pressão pode ser mantido por longos períodos. Esse fenômeno, comumente conhecido como o elevador do oxigênio, pode prolongar significativamente o tempo até a dessaturação. Deve-se notar que o dióxido de carbono não é transferido para fora dos pulmões durante esse processo, portanto haverá aumento gradual da PaCO2.

Se o gás nas vias aéreas superiores contiver baixa concentração de oxigênio, como o ar, o nitrogênio se acumula nos pulmões, sendo efetivamente concentrado, resultando na perda do gradiente de pressão e parada do fluxo.

Caso as vias aéreas estejam obstruídas durante esse processo, pressão pulmonar negativa desenvolver- se-á rapidamente. Não só isso resultaria em perda das vantagens do elevador de oxigênio, como também poderia causar colapso das vias aéreas e edema pulmonar.

Isso ressalta a manutenção da via aérea e aplicação de O2 100% como boas práticas durante a apnéia que se segue à indução da anestesia.

PRATICALIDADES

Diversos métodos foram descritos para atingir o processo de pré-oxigenação. Uma característica consistente foi a necessidade de bom acoplamento da máscara facial, evitando vazamentos que permitiriam a entrada de ar ambiente e, portanto, de nitrogênio. A seleção de uma máscara de tamanho apropriado é importante. Pode existir dificuldade em estabelecer vedamento adequado, particularmente em pacientes com barba ou edêntulos. Uma alternativa em situações como impossibilidade de prevenir vazamentos ou fobia intensa da máscara, é solicitar ao paciente que estabeleça vedamento em torno do cateter com a máscara removida, assegurando-se de que ele não respire pelo nariz (considerar uso de clip de nariz). Isso pode ser útil para pacientes que sofrem com claustrofobia com o uso de máscaras faciais.

Tempo

A duração necessária para pré-oxigenação foi extensivamente debatida e estudada, com opções incluindo 3 minutos de ventilação com volumes correntes, 4 ventilações de capacidade vital em 30 segundos ou 8 ventilações de capacidade vital em 60 segundos. Até certo ponto, esses regimes fixos são desnecessários na presença de ETO2 ventilação a ventilação, com o desfecho almejado sendo ETO2 > 85% (100% não é possível devido à presença de CO2 e vapor d’água). O tempo real necessário para pré-oxigenação adequada varia de paciente para paciente; pode ser atingido antes de 3 minutos, especialmente se o paciente tem uma CRF relativamente pequena, enquanto em outras circunstâncias pode demorar mais tempo. Na ausência de monitorização da ETO2, são recomendados tanto 3 minutos de ventilação com volumes correntes quanto 8 ventilações de capacidade vital em 60 segundos. Demonstrou-se que o método de 4 ventilações de capacidade vital em 30 segundos é inferior aos outros dois. Com qualquer um dos métodos, é vantajoso que o paciente exale completamente (até o volume residual) antes do início da pré-oxigenação.

O preenchimento da CRF com oxigênio pode ser descrito por uma curva de wash-in, e o processo inverso de denitrogenação é representado por uma curva de wash-out. Ambos os processos são negativamente exponenciais e permitem o entendimento dos métodos de pré-oxigenação sugeridos.

Constantes de Tempo

A curva de wash-out do nitrogênio corresponde à fórmula y = a.e-kt.

A constante de tempo de um processo exponencial é relacionada ao tempo necessário para o valor do exponencial (nesse caso, a quantidade de nitrogênio na CRF) para diminuir 37% em relação ao seu valor inicial. Como resultado, após quatro constantes de tempo o processo estará 98% completo. A constante de tempo relaciona-se à razão entre volume e fluxo, ou seja, a CRF e o volume minuto de ventilação alveolar (VA). Para um paciente de 70kg com volume corrente de 490ml (7ml/kg), uma frequência respiratória de 12 irpm e um espaço morto anatômico de 140ml (2ml/kg), VA seria 4200ml/min. Conforme explicado acima, a CRF é 2100ml. Consequentemente, obtém-se uma constante de tempo de 0,5 minutos.

A partir dos cálculos acima, é evidente que após 2 minutos (quatro constantes de tempo), 98% do nitrogênio da CRF terá sido removido e substituído por oxigênio. Um período de 3 minutos assegura uma margem de segurança para levar em consideração a variabilidade inter-pacientes.

Sistema de Ventilação

O sistema de ventilação utilizado durante a pré-oxigenação deve ser levado em consideração. Quando se utiliza um sistema circular, é necessário garantir fluxo de oxigênio maior que o volume minuto (Vm); ou seja, pelo menos 6L/min em um paciente de 70kg, com o objetivo de manter a concentração de 100% dentro do circuito. Altos fluxos (15L/min) são necessários se a ventilação for com capacidades vitais, ao invés de volumes correntes, devido ao volume minuto aumentado (Vm). Com um sistema de ventilação Mapleson D (circuito de Bain), altos fluxos de oxigênio (2-3x o Vm) são necessários para prevenir a reinalação de nitrogênio e dióxido de carbono expirados.

OUTRAS CONSIDERAÇÕES

Obesidade

Conforme explicado anteriormente, o equilíbrio entre reservas e consumo de oxigênio determina a taxa de dessaturação de um paciente. Pacientes obesos tem CRF reduzida (reserva diminuída) e uma taxa metabólica maior (consumo). Consequentemente, taxa de dessaturação desses pacientes é consideravelmente maior do que em não-obesos. Esse fato, somado a maiores taxas de dificuldade na ventilação sob máscara e intubação, torna a pré-oxigenação um ponto chave na tentativa de maximizar a PaO2 (reserva) desses pacientes. Outro ajuste ao processo é o posicionamento dos pacientes sentados, o que melhora a equação por meio do aumento da CRF em relação à posição supina: a elevação a 25° evidenciou redução significativa da taxa de dessaturação em pacientes obesos.

Gestação

A pré-oxigenação tem um papel importante no manuseio anestésico da paciente gestante. O aumento de volume do útero resulta em elevação do diafragma com consequente redução da CRF, possivelmente para abaixo da capacidade de fechamento. A demanda metabólica aumenta devido ao crescimento do feto e da placenta. Portanto, a dessaturação ocorre mais rapidamente. Ademais, o manuseio da via aérea é reconhecidamente mais difícil do que na população geral. A pré-oxigenação proporciona uma margem de segurança adicional caso as tentativas de estabelecimento da via aérea se prolonguem. Diferentemente de pacientes obesos, a posição de céfaloaclive a 25° não evidenciou redução na taxa de dessaturação em gestantes.

Sepse

Em pacientes criticamente enfermos e sépticos, o tempo até a dessaturação pode ser consideravelmente reduzido, devido a fatores como aumento do débito cardíaco e demanda de oxigênio e redução da taxa de extração tecidual de oxigênio associada à sepse. É provável que haja maior heterogeneidade da relação V/Q, contribuindo para a velocidade da dessaturação. Nesses pacientes, pode ser difícil atingir saturações de oxigênio próximas de 100%, mesmo com a administração de oxigênio a 100%. Ainda assim, a denitrogenação adequada da CRF do paciente antes da intubação (e apnéia associada) contribuirá para adiar a dessaturação.

População Pediátrica

Crianças podem ser menos tolerantes ao processo da pré-oxigenação. Contudo, o seu uso deve ser cuidadosamente considerado, uma vez que crianças têm taxas metabólicas maiores que adultos e, portanto, dessaturam mais rapidamente. Muitas crianças cooperam com o processo quando este lhes é explicado, e esforços devem ser feitos para fazê-lo em pacientes sob alto risco de dessaturação.

Extubação Traqueal

Boa parte do texto acima refere-se ao uso da pré-oxigenação antes da indução da anestesia. Deve-se levar em consideração que os mesmos princípios se aplicam antes da extubação traqueal, de modo a aumentar a reserva de oxigênio da CRF para a eventualidade de uma complicação com a via aérea ocorrer nesse período. A correlação com ETO2 é útil para assegurar denitrogenação adequada.

CUIDADOS

Um efeito deletério da administração de O2 a 100% é a atelectasia que resulta da absorção do oxigênio de alvéolos mal ventilados, levando ao colapso alveolar. Contudo, esse problema pode ser facilmente remediado através do uso de manobras de recrutamento e não deve ser visto como uma contra-indicação ao uso apropriado da pré-oxigenação. Uma vez que se estabeleça via aérea segura, a FiO2 pode ser reduzida para um nível adequado para o paciente.

Existem raras circunstâncias em que o equilíbrio entre risco e benefício pode não favorecer o uso de oxigênio a 100%, como em pacientes tratados com bleomicina e em portadores de condições em que a vasculatura pulmonar seja sensível a mudanças na FiO2. É possível que, nesses últimos casos em especial, altas FiO2 devam ser evitadas; a opinião de especialistas deve ser consultada. A bleomicina é associada a pneumonite, que pode ser potenciada por altas FiO2. Os curtos períodos de tempo nos quais oxigênio a 100% é utilizado no contexto da pré-oxigenação são considerados seguros quando balanceados com uma FiO2 de manutenção mais baixa. Detalhes adicionais a respeito desse tópico estão além do escopo deste artigo.

SUMÁRIO

A pré-oxigenação é:

  • Segura
  • Simples
  • Barata
  • Efetiva
  • Bem-tolerada

Quando realizada adequadamente, a pré-oxigenação prolonga o tempo até a dessaturação na presença de apnéia.

A manutenção de via aérea pérvia com aplicação contínua de oxigênio durante apnéia prolonga adicionalmente o tempo até a dessaturação.

RESPOSTAS ÀS QUESTÕES

Questões de múltipla escolha:

  1. VFVVV, Obesidade, gestação e anestesia geral reduzem a CRF, bem como a mudança da posição ortostática para a posição supina. A idade avançada por si só não reduz a CRF, porém a capacidade de fechamento pode se aproximar do volume corrente com o avançar da idade.
  2. VVFFV, A equação do gás alveolar é utilizada para responder a essa pergunta. Altas altitudes são associadas a reduções na pressão atmosférica e, portanto, da pressão parcial de oxigênio. A hipoventilação reduz a PaCO2. Apesar do aumento de peso/obesidade reduzirem a CRF, isso não afeta a PAO2.
  3. Questão de resposta única: B, Dos métodos de pré-oxigenação citados, recomenda-se apenas a manobra de 8 ventilações de capacidade vital de O2 a 100% em um minuto através de máscara facial bem-acoplada. Apesar de ser possível pré-oxigenar adequadamente um paciente com 3 minutos de ventilação com O2 a 100%, o risco de vazamento é significativo quando o paciente segura a própria máscara facial.

REFERÊNCIAS E LEITURA COMPLEMENTAR

  1. Tanoubi I, Drolet P, Donati F. Optimizing pre-oxigenation in adults. Can J Anesth (2009) 56:449-466
  2. Hardman JG, Wills JS, Aitkenhead AR. Factors determining the onset and course of hypoxaemia during apnoea: an investigation using physiological modelling. Anesth Analg 2000; 90:619-24
  3. Wills J, Sirian R. Physiology of apnoea and the benefits of pre-oxigenation. Continuing Education in Anaesthesia,
Tutorial Outline