+90 (216) 383 26 76

Ürünlerimiz /

 

Yoğun bakımda helioks kullanımı

Özet

Bu yazı krup, dar endotrakeal tüpler (ETT), respiratuar distress sendromu, astım, bronşiyolit hastalarındaki obstrüktif hava yolu hastalıklarının yanı sıra kronik obstrüktif akciğer hastalığının  (KOAH) akut alevlenmesi ve akut akciğer hasarı olan hastalarda helyum oksijen karışımının tıbbi kullanımını araştırmaktadır. Bunlara ek olarak helioks kullanımının bazı diğer endikasyonları ile çocuklar ve erişkinlerde uygulanan bazı yenilikçi ventilasyon yöntemleri son on yılın literatür araştırması aracılığıyla sunulmuştur. Yine de helioks kullanılmasının önerilmesi için daha hızlı ve daha sağlam araştırmalarda elde edilen gözlemleri ve klinik uygulamaları baz alan daha fazla araştırma gerekecek gibi gözükmektedir.

 

 

GİRİŞ

Atmosfer çeşitli farklı gazlardan oluşmaktadır; en çok bulunan gaz nitrojendir (~%78) ve onu oksijen takip eder (~%21). Aşağı atmosferde helyum sadece milyonda beş oranında (%0.0005) bulunur. Nitrojen ve helyum benzer viskoziteye sahiptir fakat helyum nitrojene kıyasla daha yüksek ısı iletkenliğine sahiptir. Sonuç olarak bir helioks gaz karışımı (%79 helyum ve %21 oksijen) üretildiği zaman, atmosferik havaya eşit bir viskoziteye sahip olacaktır fakat yoğunluğu atmosferik havadan neredeyse altı kat daha düşük olacaktır. Bu özellikler nedeniyle helioksun solunum hastalıklarında uygulanma potansiyeli vardır [1,2]. Helioks gaz karışımlarının toksik olmadığı, karsinojenik olmadığı ve herhangi bir insan organı üzerinde kalıcı etkilere sahip olmadığı bilinmektedir [3].

Daha düşük yoğunluğa sahip olduğu için helioks inhalasyonu, özellikle akciğerin daha distal kısımlarında, önemli derecede daha düşük türbülansa neden olur. Bu etki laminar akım yüzdesini arttırır ve genel hava yolu direncini düşürür. Helioks inhalasyonu sırasında azalmış türbülans etkisine bağlı olarak akım oranları %50 kadar bir artış ile sonuçlanır. Bu azalmış türbülans, obstrüktif akciğer hastalığı olgularında olduğu gibi hava akımının sınırlandığı durumlarda bile belirgin bir şekilde korunmuştur [2,4].

RESPİRATUAR BAKIM İÇİN UYGULANAN HELYUMUN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ

Helioks genellikle derin dalışlarda ve bunun yanı sıra klinik amaçlar için, özellikle yoğun bakım şartlarında kullanılan helyum ve gazdan oluşan düşük yoğunluklu bir gaz karışımıdır. Helioks solunması obstrüktif akciğer hastalığı olan hastaların bronşiyal ağaçları içindeki hava akım direncini azaltır ve ciddi astım ataklarında faydalı etkilere sahiptir. Helioks aynı zamanda solunum yükünü azaltabilir ve pulmoner gaz değişim etkinliğini arttırabilir. Umut verici sonuçlara rağmen teknik uygulamalar ve yüksek maliyeti nedeniyle rutin pratikte helioks kullanımı halen tartışmalıdır [5]. Karışımdaki helyum konsantrasyonuna bakılmaksızın hava veya oksijen ile kıyaslandığı zaman helioksun daha düşük yoğunluğa sahip olması, türbülan akımın laminar akıma dönüştürülmesini sağlayarak daralmış hava yolları boyunca hava akımını arttırır. Faydaları hızlı bir şekilde, genellikle tedavi başlangıcından sonraki bir saat içerisinde görülmeye başlanır [6].

Helioksun klinik kullanımları

Göğüs hastalıklarında helioksun bazı klinik uygulamaları aşağıdaki Tablo 1’de listelenmiştir.

Tablo 1: Helioks aracılı solunum desteğinin klinik uygulamaları

Hava yolu obstrüksiyonunda helioks

Solunan havadaki nitrojenin helyum ile değiştirilmesinin potansiyel faydaları ilk olarak 1930larda, Barach’ın astım hastalarına ve dispnenin giderilmesi için laringeal obstrüksiyonu olan hastalara helyum vermesi ile keşfedilmeye başlanmıştır [7].

Bilinçli sedasyon, uyanık entübasyon

1997 yılında Milner ve arkadaşları, son derece yoğun anksiyeteye sahip hastalarda bilinçli sedasyon altında trakeostomi yapılmasına izin vermek için bir laringeal maske havayolu (LMA) ile helioks kullanımını bildirmiştir. Helioks (80:20 oranında) hastalara geri dönüşsüz yüz maskeleri aracılığıyla verilmiştir ve dispnede sübjektif ilerlemeler bildirmişlerdir. Spontan solunum korunurken midazolam ve düşük doz propofol ile anestezi başlatılmıştır. 3 numaralı LMA yerleştirilmiştir ve manuel ventilasyona başlanmıştır [8]. Helioks genellikle 10 L/dakika aralığındaki gaz akımları ile geri dönüşsüz bir yüz maskesi kullanılması aracılığıyla verilmiştir. Helyum ve oksijenin viskozite değerleri benzer olmasına rağmen helyum yoğunluğunun oksijenden çok düşük olduğuna dikkat edilmelidir. Helyumun daha düşük yoğunluğa sahip olması, gaz türbülansı ile bağlantılı bazı havayolu obstrüksiyonu formlarının geçici tedavisinde önemli bir klinik rol oynamasına izin verir [3,9].

Akut vokal kord disfonksiyonu, bilateral vokal kord paralizisi

Bir helyum ve oksijen karışımının (helioks) uygulanması hava yolu direncini düşürür ve akut vokal kord disfonksiyonu olan hastalarda hızlı düzelme sağlayabilir. Bir helioks çalışması uygun olabilir çünkü göreceli olarak düşük bir maliyete ve minimal yan etkilere sahiptir ve bu durum bir vaka serisinde bildirilmiştir [10,11,12].

Helioks radyasyon terapisi sonrası bilateral vokal kord paralizisi olgularında, post-ekstubasyon stridorda ve tümöre bağlı eksternal treakeal bası olan vakalarda bir zaman kazandıran önlem olarak etkili bir biçimde uygulanabilir [13,14,15,16,17].

İntrensik endotrakeal ve endobronşiyal, mediastinal kitleler

İntrensik endotrakeal veya endobronşiyal hastalıklar, hava yolu obstrüksiyonu ile oksijenasyon ve ventilasyon için kullanılabilir akciğer kaybına nedeniyle önemli hava yolu zorluklarını ortaya çıkarabilir. Mediastinal kitleler de komplet hava yolu kollapsına neden olarak hava yolları için aşırı tehlike oluşturabilir. Helioks kullanımı konusundaki literatürün büyük bir çoğunluğu vaka tanımlamaları ile sınırlıdır [18,19,20,21].

Krup

Duncan, dirençli ciddi krup olan yedi çocuğu epinefrin ve 70:30 helioks ile tedavi etmiştir. Tüm hastaların krup skorlarında önemli bir azalma gösterdiğini ve hiçbirinde entübasyon gerekmediğini bulmuşlardır [22]. Weber ve arkadaşları geri dönüşsüz bir maske ile helioks veya nebulize rasemik adrenalin kullanılarak tedavi edilen 29 çocuktaki krup skorlarını ölçmüştür ve her ikisinde de benzer düzelmelerin ortaya çıktığını bulmuştur [23].

Trakeobronşit, subglottik stenoz

Connoly ve McGuirt, helioks kullanılan 14 pediatrik hastayı (beşinde viral trakeobronşit, beşinde subglottik stenozun inflamatuar alevlenmesi ve dördünde iyatrojenik subglottik hasar bulunmaktadır) detaylı bir şekilde incelemiştir ve 10 çocukta entübasyona gerek olmadığını bildirmiştir [24].

Kronik obstrüktif akciğer hastalığının alevlenmeleri

Nitrojen ile kıyaslandığı zaman daha düşük yoğunluğa ve daha yüksek viskoziteye sahip olan helyum, herhangi bir akım hızında bir rijit tüp içerisindeki akımın türbülan yerine laminar olma olasılığını arttırır. Laminar akım üretmek için hasta veya ventilatör tarafından oluşturulması gereken basınç diferansiyeli türbülan akım ile ilişkili basınç diferansiyelinden daha düşük olduğu için bir helyum oksijen karışımının (helioks), hava yolu obstrüksiyonu olan bir hastada solunum yükünü azaltması beklenebilir [25]. Çok sayıda vaka raporu ve vaka serisinde, ekstratorasik ve santral intratorasik hava yolu obstrüksiyonu olan hastalarda helioks uygulanmasının solunum yükünü azalttığı gösterilmiştir [6]. Astım ve KOAH gibi küçük hava yolu hastalığı olan hastalarda helioksun daha az etkili olacağı tahmin edilmektedir çünkü daha küçük hava yollarının kesit alanları oldukça büyüktür [26]. Birçok araştırmacı grubu, orta veya şiddetli KOAH hastalarında helioks uygulanmasının artmış egzersiz performansı ile ilişkili olduğunu bildirmiştir. Bu iyileşmeler başlıca, KOAH hastalarında solunum yükü artışına katkı sağlayan dinamik hiperinflasyon veya ekspirasyon sonu akciğer hacmindeki azalmalara dayandırılabilir. Ayrıca azalmış intratorasik basınca bağlı olarak hemodinamik ve periferal oksijen sunumu artar [25,26,27,28,29].

Pulmoner arteryel kateteri olan 10 hastada helioks ortalama pulmoner basıncı, sağ atriyum basıncını ve pulmoner arter oklüzyon basıncını azaltırken kardiyak indeksi arttırmıştır. Helioks, ventilatör uygulanmasına rağmen persistan intrensik pozitif ekspirasyon sonu basınç (PEEP) kaynaklı hemodinamik değişimler gözlenen akut respiratuar yetmezlik veya ciddi KOAH hastalarında yararlı bir yardımcı tedavi olarak kullanılabilir [28].

Astım

Çocuklardaki akut astım tedavisi için helioks kullanımını araştıran randomize, plasebo kontrollü dört çalışma yapılmıştır. Refrakter status astimatikus olan seçilmiş çocuklarda bir helioks araştırması henüz yapılmamıştır [30].

Carter ve arkadaşları ile Kudukis ve arkadaşları tarafından yapılan ilk iki çalışmada küçük çocuk gruplarına 15 dakikalık helioks terapisi uygulanmıştır [31,32]. Kudukis ve arkadaşları klinik astım skoru ve pulsus paradoksusta iyileşme bulguları gözlemlerken Carter ve arkadaşları pulmoner fonksiyon testi veya klinik astım skorunda herhangi bir iyileşme tespit etmemiştir. Daha sonraki iki randomize plasebo kontrollü alışma acil servise akut astım için başvuran çocuklar ile yapılmıştır: Kim ve arkadaşlarının çalışmasında daha uzun süreli helioks terapisi klinik astım skorunda iyileşme göstermesine karşın Rivera ve arkadaşlarının çalışmasında herhangi bir iyileşme bulunamamıştır [33,34].

Pnömoni ve alt hava yolu obstrüksiyonu ile ilişkili diğer durumlar

Respiratuar sinsityal virüsünün (RSV) neden olduğu alt solunum yolu hastalığı artmış hava yolu direnci, hava hapsi ve respiratuar asidoz ile sonuçlanan hava yollarının daralması ile karakterizedir. Helyum-oksijen gaz karışımı kullanılarak bu problemlerin üstesinden gelinebilir. Elektriksel empendans tomografi (EIT) ölçümlerinin kullanıldığı bir çalışmada, helioks ile mekanik ventilasyon (MV) uygulanan dokuz olgudaki solunum sistem direnci anlamlı bir şekilde azalmıştır. Bu duruma artmış CO2 eliminasyonu, azalmış pik eskpiratuar akım hızı veya azalmış ekspirasyon sonu akciğer hacmi eşlik etmemektedir. Deneysel protokoller boyunca oksijenasyonun değişmeden korunması önemlidir [35]. Helioks, alt hava yolu obstrüksiyonunun önemli bir rol oynadığı, özellikle bronşiyolit ve kistik fibrozis hastası çocuklarda, bir dizi diğer klinik durumlarda kullanılmıştır [13]. Yine ortak amaç zaman kazandırıcı bir önlem olarak helioks kullanılmasıdır fakat bu bir tedavi değildir [13]. Benzer düşük seviyeli kanıtlar, çeşitli alt hava yolu obstrüksiyonu formlarında helioksun hava yolu basıncının azaltılması ve ventilasyonunun arttırılması açısından etkili olduğunu düşündürmektedir. Bu terapiler genellikle destekleyicidir ve hasta yönetimini kolaylaştırabilir [36].

Helioksun kullanımı ile ilgili diğer araştırmalar

Nebulize ilaç verilmesi

Helyum içeren albuterolün nebulize ilaç verilmesini ve distal hava yollarındaki gaz değişimini arttırması beklenmektedir. Bigham ve arkadaşları orta veya ciddi status astimatikusu olan çocuklarda, helioks içeren albuterolün klinik durum ve hastanede kalma süresi üzerindeki etkilerini araştırmıştır. Bu çalışmaya göre orta veya ciddi status astimatikus nedeniyle hastaneye kabul edilen çocuklarda helioks içeren nebulize albüterol terapisi, hava/oksijen içeren nebulize albüterol ile kıyaslandığında hastanede kalma süresini kısaltmamıştır veya klinik iyileşme hızını arttırmamıştır [37]. KOAH’ın akut alevlenmesinin tedavisi sırasında basınçlı oda havası (AIR) veya nebulizasyon yoluyla helioks içeren albüterol ve ipratropiyum bromürün bronkodilatör etkilerini karşılaştıran bir çalışma yapılmıştır. Vital kapasitenin %25-75’i (FEF 25-75) çıkarıldıktan sonra öngörülen zorlu ekspirasyon akımındaki yüzde değişimi ve birinci saniyedeki zorlu ekspiratuar hacim (FEV1) ölçülmüştür. Bu çalışmaya göre, bir akut KOAH alevlenmesinin tedavisindeki ilk 2 saat boyunca bronkodilatörlerin yukarı yönde nebülizasyonu, AIR kullanımına kıyasla FEV1 gelişimi açısından başarısız olmuştur ve tedavinin ilk iki saatinde FEF 25-75 düzelmesinin daha hızlı olmasının klinik önemi küçük ve belirsizdir [38].

Egzersiz toleransı

Hava yollarındaki maksimum akım sadece dar bölgedeki hava yolunun boyutu ve kompliyansına değil aynı zamanda inhale edilen gazın fiziksel özelliklerine de bağlıdır. Helioks solunması sırasında, helioksun yoğunluğu havanın yaklaşık üçte biri kadar olduğundan dolayı, geniş hava yolları içerisinde azalmış türbülansın bir sonucu olarak akımın artması beklenir. Helioks solunması şiddetli KOAH hastalarında egzersiz dayanıklılığını arttırmıştır [39].

Pulmoner rehabilitasyon

Helioks karışımlarının en umut verici kullanımı, farmakolojik tedaviler ve ambulatuar oksijen terapisine rağmen egzersizin tüm faydalarının elde edilmesinin mümkün olmadığı ve dispnenin hareketi engellediği şiddetli KOAH hastalarında pulmoner rehabilitasyona yardımcı olarak kullanılmasıdır. Rehabilitasyon ile birlikte Helioks kullanımının uygun sonuç ölçümlerini içeren geniş kontrollü çalışmalarda test edilmesi gereklidir [40].

Hunt ve arkadaşları tarafından yapılan sistematik bir incelemede, helioks inhalasyonunun KOAH hastalarında semptom modifikasyonunu (algılanan dispne düzeyi) ve egzersiz performansını (çalışmanın yoğunluğu veya süresi) değiştirip değiştirmediği araştırılmıştır. KOAH hastalarında oda havası ile karşılaştırıldığında helioksun egzersiz dayanıklılığı ve yoğunluğunu arttırma açısından etkili olduğunu destekleyen sekiz adet çalışma buldular [2]. Pulmoner rehabilitasyon eğitiminde bir ergojenik yardımcı olarak helioks kullanımını doğrulamak için daha fazla çalışma yapılması gereklidir [2,39].

Ciddi respiratuar yetmezlik

Winters ve arkadaşları, yüksek frekanslı titreşimli ventilasyon (HFOV) ve helioks kombinasyonu ile tedavi edilen akut hipoksemik respiratuar yetmezliğe sahip beş entübe edilmiş hasta bildirmiştir. Bimodal tedavi sonucunda tüm hastalardaki PaCO2 hızla azalmıştır [41].

HELİOKS VE MEKANİK VENTİLASYON MODU

Helioks destekli tedavi için kanıtların büyük bir kısmı kontrollü MV (CMV) ve ventilasyonun senkronize aralıklı zorunlu ventilasyon (SIMV) modları üzerinedir. Helioks odaklı volüm kontrollü ventilasyon, günümüzde tidal volümün (VT) < 40 mL (yani yaklaşık olarak < 6 kg) olması gereken hastalar için önerilmemektedir. Helioks odaklı basınç kontrollü ventilasyon 2.0 mm iç çaplı endotrakeal tüp (ETT) boyutu ve en az 500 g ağırlığa ve 30 üstüne kadar prematür yenidoğanlar için kullanılabilir. Helioks MV’den olabilecek en fazla yararlanmanın sağlanması için helyum içeriğini maksimuma çıkarmak önemlidir. Bu, solunan oksijen fraksiyonunu (FiO2) FiHe’yi optimize etmek ve yeterli oksijenasyon için gerekli minimum düzeyde tutmak anlamına gelmektedir. Bu daha fazla esneklik ve daha geniş oksijen saturasyon toleransı gerektirmektedir. Amaç burada FiO2 ≤0.4 olma ihtimalinin olduğu yerlerde FiHe≥0.6 değerini elde etmektir. Eğer hasta hipoksik ise volüm rekrutman stratejilerinin kullanılması tercih edilir: basınç kontrollü ventilasyon olgularında FiO2 ‘yi arttırmadan önce PEEP, VT veya pik inspiratuar basıncı (PIP) arttırmak [42].

Helyum eklenmesi, pediatrik yoğun bakımlarda yaygın olarak kullanılan dört ventilatörde hem hacim hem de basınç kontrollü ventilasyon sırasında solunan oksijen fraksiyonu (FiO2) verilmesi, görüntülenen inspiratuar VT ve gerçek sunulan VT üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bu etkilerin hem ventilatöre hem de ventilasyon moduna özgü olması, klinik uygulamada helyum ventilasyonu sırasında dikkatli olunmasını zorunlu kılar [43].

Non İnvaziv Ventilasyon

Non invaziv yüksek frekanslı darbeli ventilasyon (NIHFPV) çeşitli yönleri ile HFOV’dan farklıdır. En belirgin farklılıklar NIHFPV uygulanmasının bir yüz maskesi ile yapılması, uygulanan frekans ve basınç dalga formu farklılıklarıdır. Başta kontrol edilemeyen hiperkapni şartları olmak üzere ciddi respiratuar yetmezliğin düzeltilmesi için yüksek frekanslı ventilasyon ile kombine edilen helioksun potansiyel faydalarını vurgular [44]. KOAH alevlenmesi olan hastalarda non invaziv pozitif basınçlı ventilasyon (NIPPV) ile birlikte helioks kullanımı diğer yöntemler ile tedavi edilemeyen kritik hastalığa sahip hastalar için giderek artan umut verici terapiler listesine eklenmelidir [25]. Helyum bir soy gazdır ve nitrojen veya oksijene kıyasla daha az türbülans ile dar pasajlardan geçmesine izin veren çok düşük bir yoğunluğa (0.18 g/L) sahiptir. Birçok çalışma helioksun son derece güvenli olduğunu kabul etmektedir; herhangi bir olumsuz etki bildirilmemiştir. Ancak helioks son derece dikkatli bir şekilde hastalara verilmelidir ve teknik komplikasyonlardan kaçınılması için hasta sürekli takip edilmelidir [45]. Helioksun geliştirilmiş akım özellikleri ve yüksek CO2 difüzyon kat sayısı, ciddi hava yolu obstrüksiyonu tedavisinde ilginç bir yardımcı olmasını sağlamaktadır. Helioksun doğrudan bir tedavi edici etkisinin olmadığı ve kesin tedaviler etki gösterene kadar veya hastalık süreci düzeltilene kadar zaman kazandırıcı bir önlem olduğu unutulmamalıdır [45].

Non invaziv ventilasyon ile birlikte helioks kullanımının respiratuar distress sendromu (RDS) olan preterm yenidoğanlarda ektübasyon başarısızlık insidansını azaltıp azaltmadığını değerlendiren bir çalışmada, gebelik yaşı 29 haftanın altında olan yeni doğanlar ekstübasyon sonrasında hemen 24 saat boyunca helioks ile kombine edilmiş sürekli nazal havayolu basıncı (Hx-NCPAP) veya bilevel NCPAP (Hx-BiPAP) ile tedavi edilirken kontrol grubundaki yeni doğanlar geleneksel NCPAP veya BiPAP ile tedavi edilmiştir. Birincil amaç, ekstübasyon sonrası ilk 24 saat boyunca MV ihtiyacı olarak tanımlanan ektübasyon başarısızlığının iki gruptaki insidanslarını karşılaştırmaktır. Bu çalışmaya göre non invaziv ventilasyon ile birlikte kullanılan helioks, RDS olan preterm yenidoğanlarda ektübasyon başarısızlığını azaltma açısından etkili değildir fakat bu yenidoğanların solunum fonksiyonlarını arttırmıştır. Bu bulgular, prematür yenidoğanlarda ektübasyon başarısızlığını azaltmak için helioks ile non invaziv ventilasyon kullanımının etkinliğini değerlendirecek geniş randomize kontrollü çalışmaların planlanmasına yardımcı olabilir.

SONUÇ

Güvenilir fiziksel ve fizyolojik teoriler, özellikle obstrüktif sendromların ana fizyopatoloji bileşeni olarak kabul edilen havayollarının direncini azaltarak helyumun ventilatör fonksiyonunu arttırabileceği iddiasını desteklemektedir. Ancak kanıt düzeyi, yoğun bakım ünitelerinde (ICU) He/O2 kullanımına ilişkin resmi bir öneri yapılmasına izin vermemektedir. He/O2 kullanımına dair cevaplanmamış bir çok soru bulunmaktadır; örneğin KOAH veya astım şartlarında He/O2 kullanımından hangi hastalar fayda görebilir? He/O2 non invaziv MV ile birlikte kullanıldığı zaman mı yoksa aerosol şeklinde verildiği zaman mı daha faydalıdır? He/O2 verilmesi için en uygun sistem nedir? [47] Helioksun ciddi hava yolu obstrüksiyonu olan hastalarda solunum yükünü ve hava yolu direncini etkili bir biçimde azaltabileceğine ve aerosol şeklinde verilmesinin türbülansı azaltacağı ve aerosol partiküllerinin doğrudan akciğerlerde etki göstermesini sağlayacağına dair kanıtlar artmaya devam etmektedir. Helioks verilmesi konusundaki uygulamaların artmaya devam etmesi helioksun nasıl etki gösterdiği, cihazları ve hastaları nasıl etkileyeceğine dair anlayış nedeniyle klinisyenler için çok önemlidir. Çok fazla sayıda alıştırma ve sınama testi yapılmadan hiçbir helioks iletim cihazı klinik olarak kullanılmamalıdır [48]. Helioks kullanımı için daha büyük çalışmalardaki gözlemler ve klinik uygulama bazlı daha fazla araştırma gerekiyor gibi gözükmektedir.