High-Flow-Nasenkanüle für COVID-19-Patienten: Geringes Risiko der Bio-Aerosol-Dispersion

Die Übertragung von SARS-COV2 von Mensch zu Mensch wurde mit mehr als 3300 infizierten Klinikern in China und mehr als 1116 infizierten Klinikern in Italien festgestellt, wo bis zum 13. März 2020 13 882 Fälle bestätigt wurden. Es wurde festgestellt, dass Raumoberflächen in der Nähe von COVID-19-symptomatischen Patienten und die Schutzausrüstung der Kliniker kontaminiert waren . Die primäre Strategie für COVID-19-Patienten ist die unterstützende Pflege, einschließlich einer Sauerstofftherapie für hypoxämische Patienten, bei der eine High-Flow-Nasenkanüle (HFNC) als wirksam zur Verbesserung der Oxygenierung berichtet wurde. Bei Patienten mit akutem hypoxämischem Atemversagen konnte die HFNC im Vergleich zu einem konventionellen Sauerstoffgerät eine Intubation vermeiden. Es besteht jedoch die große Sorge, dass die HFNC aufgrund des verwendeten hohen Gasflusses die Dispersion von Bioaerosolen in der Umgebung erhöht. Die erhöhte Dispersion könnte die Übertragung von infektiösen Erregern (wie COVID-19) begünstigen, die in den vom infizierten Patienten erzeugten Aerosoltröpfchen enthalten sind. Diese Bedenken spiegeln sich in der begrenzten Verwendung von HFNC in der ersten klinischen Studie wider, in der 21 Patienten mit COVID-19 im Bundesstaat Washington untersucht wurden. Im Gegensatz dazu wurde eine breite Nutzung in der Studie von Yang und Kollegen aus Wuhan, China, beobachtet, wo 33 von 52 Intensivpatienten mit HFNC behandelt wurden.

Es scheint eine Unsicherheit und einen Trend zur Vermeidung von HFNC bei COVID-19-Patienten in der westlichen Welt zu geben, wodurch die Rate der frühen Intubation und die potenziell damit verbundenen Schäden wie Sedierung und verlängerter Aufenthalt auf der Intensivstation, aber auch die Intubationsverfahren an sich, die eine hohe Risikosituation für eine Virusexposition darstellen, steigen. Eine frühe Intubation erhöht den Bedarf an Beatmungsgeräten und trägt damit zu dem weltweit berichteten kritischen Mangel bei. Die Vermeidung oder Verzögerung der invasiven mechanischen Beatmung könnte den unmittelbaren Bedarf an Beatmungsgeräten erheblich reduzieren. Daher war es unser Ziel, die wissenschaftliche Evidenz zu diskutieren, die das Risiko einer HFNC-induzierten Bio-Aerosol-Dispersion im COVID-19-Kontext unterstützt.

Die Verwendung von Rauch (ein Aerosol aus festen Partikeln <1 µm), die von Hui et al. anhand eines Manikin-Modells simuliert wurde, bietet eine direkte Visualisierung der exhalierten Rauchdispersion. Es zeigt sich, dass bei Verwendung von HFNC die Dispersion bei 60 L-min-1 größer ist als bei 10 L-min-1 . Wir fassen die Ergebnisse der In-vitro-Studien mit verschiedenen Sauerstoffgeräten von Hui und Kollegen in Tabelle 1 zusammen. Interessanterweise war bei der gleichen Untersuchungsmethode und ähnlichen Atemmustern die Ausbreitungsdistanz des ausgeatmeten Rauchs bei der Testpuppe mit HFNC bei 60 L-min-1 ähnlich wie bei einer einfachen Sauerstoffmaske bei 15 L-min-1 und sogar kleiner als bei anderen Sauerstoffgeräten, insbesondere bei nicht-rückatmenden und Venturi-Masken . Während die Dispersion des Rauches in diesem Modell aufschlussreich ist, insbesondere zwischen den Grenzflächen, stellt die Partikelgröße des Rauches (<1 µm) nur einen kleinen Bruchteil der Masse des Bio-Aerosols dar, das von den Patienten auf natürliche Weise erzeugt wird. Da das durch den Husten des Patienten erzeugte Aerosol Partikel von 0,1-100 µm enthält, sind klinische Studien erforderlich, um die Aerosoldispersion wirklich zu bewerten, insbesondere die Aerosoldynamik während der physiologischen Ausatmung und des Hustens.

Leung und Kollegen berichteten über eine randomisierte kontrollierte Studie, in der die Verwendung von HFNC mit 60 L-min-1 mit einer Sauerstoffmaske mit 8.6±2,2 L-min-1 bei 19 ICU-Patienten mit bakterieller Pneumonie auf die Umweltkontamination. Die Raumluft der Patienten wurde beprobt und Absetzplatten wurden in 0,4 m und 1,5 m Entfernung von den Patienten platziert. Es wurde kein signifikanter Unterschied in der Keimzahl in der Luftprobe und den Absetzplatten zwischen den beiden Sauerstoffgeräten nach 1, 2 und 5 Tagen Inkubation festgestellt. Diese klinischen Ergebnisse bestätigen die In-vitro-Rauchexperimente.

In-vitro- und klinische Studien haben gezeigt, dass das Aufsetzen einer einfachen chirurgischen Schutzmaske auf Patienten die Ausbreitungsdistanz signifikant reduziert und virusinfiziertes Bio-Aerosol beim Husten 20 cm vom Patienten entfernt . Eine solche chirurgische Maske kann von Patienten getragen werden, die über eine Nasenkanüle (Standard-Nasenkanüle oder HFNC) mit Sauerstoff versorgt werden, nicht aber bei der Verwendung von einfachen, nicht-rückatmenden oder Venturi-Sauerstoffmasken.

Gesamt gesehen erhöht die Verwendung von HFNC im Vergleich zur Sauerstofftherapie mit einer Maske weder die Dispersion noch die mikrobiologische Kontamination in die Umgebung; dass der Patient eine chirurgische Maske über HFNC tragen kann, um die Aerosolübertragung beim Husten oder Niesen zu reduzieren, stellt einen zusätzlichen Vorteil dar.

Allerdings ist angesichts der hohen Wirksamkeit von HFNC zur Sauerstoffanreicherung der Patienten eine engmaschige Überwachung des Einsatzes von HFNC bei COVID-19-Patienten von entscheidender Bedeutung, um eine Verzögerung der Intubation, der Atemfrequenz, der Pulsoxymetrie und der klinischen Untersuchung zu vermeiden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass während des COVID-19-Ausbruchs eine große Anzahl von Klinikern infiziert wurde, was die Bedenken hinsichtlich der Durchführung von Aerosol-erzeugenden Verfahren verstärkte, weshalb es einen Trend zu geben scheint, HFNC zu vermeiden. Die oben zusammengefassten wissenschaftlichen Belege für die Erzeugung und Ausbreitung von Bio-Aerosolen durch HFNC zeigen ein ähnliches Risiko wie bei Standard-Sauerstoffmasken. Die Verwendung von HFNC mit einer chirurgischen Maske über dem Gesicht des Patienten könnte daher eine sinnvolle Praxis sein, die hypoxämischen COVID-19-Patienten zugutekommt und eine Intubation vermeiden kann.

Kliniker sollten in Erwägung ziehen, von dem Dogma abzurücken, das den Einsatz von HFNC bei COVID-19-Patienten ablehnt.