L'oscillazione produce movimento. Ma il movimento da solo non basta.

Cosa fa realmente avanzare il secreto? Nelle vie aeree il secreto forma uno strato viscoso sulla mucosa. L'aria respirata vi scorre lungo esercitando sulla superficie del secreto cosiddette forze di taglio. In termini semplici: l'aria che scorre tende a trascinare il muco nella propria direzione di flusso. Se queste forze sono sufficienti a superare la resistenza del secreto, questo può spostarsi lungo la parete delle vie aeree.

Questa interazione viene definita trasporto bifasico: l'aria in movimento come fase gassosa e il secreto come fase liquida si influenzano reciprocamente alla loro interfaccia comune [1, 2].

Le oscillazioni possono inoltre modificare le proprietà reologiche del secreto, facilitandone così la mobilizzazione [9]. Ma la direzione del trasporto successivo dipende dal rapporto tra i picchi di flusso inspiratorio ed espiratorio. Se questi sono pressoché uguali, il secreto può muoversi avanti e indietro senza avanzare in modo significativo verso la laringe. Se invece il picco di flusso espiratorio prevale in misura sufficiente, il trasporto in quella direzione risulta favorito [2, 3].

Anche il secreto stesso gioca un ruolo: la sua viscosità, elasticità e lo spessore dello strato influenzano quanto facilmente possa essere trascinato dal flusso d'aria [1, 2].

Studi sperimentali forniscono a riguardo due importanti valori di orientamento [2, 3]:

Questi valori descrivono condizioni sperimentali che possono favorire un trasporto diretto del secreto. Non sono tuttavia soglie cliniche universalmente valide [2–4].

Studi su modelli polmonari sperimentali mostrano che, a seconda del rapporto tra flusso inspiratorio ed espiratorio, il simulato di secreto si muoveva verso l'apertura delle vie aeree oppure più in profondità nel polmone di prova [3].

Uno studio di laboratorio sull'iperinflazione manuale lo illustra in modo particolarmente chiaro. Inizialmente, con la tecnica abituale di applicazione tramite pallone autoespansibile, il simulato di secreto veniva trasportato più in profondità nel polmone di prova. Dopo una breve formazione, gli operatori hanno modificato la tecnica: hanno fatto entrare l'aria più lentamente, mantenuto una breve pausa inspiratoria e consentito poi un'espirazione passiva rapida. Ne è risultato un flow bias espiratorio più favorevole, e il simulato di secreto si è spostato verso l'apertura delle vie aeree [6]. Lo studio ha però coinvolto solo dodici fisioterapisti.

Uno sguardo alla pratica della ventilazione sorprende: in 19 su 20 adulti ventilati invasivamente esaminati, il picco di flusso inspiratorio superava quello espiratorio di almeno il 10%. In otto casi, la differenza media raggiungeva addirittura almeno 17 L/min a favore dell'inspirazione [4].

Studi sperimentali mostrano che un simile flow bias inspiratorio può favorire il trasporto del secreto più in profondità nelle vie aeree [2, 3]. Se questo si sia effettivamente verificato nei pazienti esaminati non è stato però studiato [4]. L'indagine si riferisce inoltre alla ventilazione invasiva e non ai dispositivi a oscillazione. Essa chiarisce comunque una relazione decisiva: non conta solo il movimento dell'aria, ma anche il rapporto tra picco di flusso inspiratorio ed espiratorio.

Il flusso inspiratorio può essere controllato tecnicamente in modo mirato. Durante l'espirazione passiva, la situazione è diversa: qui sono soprattutto le forze elastiche di ritorno di polmone e gabbia toracica, insieme alla resistenza delle vie aeree, a determinare la velocità con cui l'aria fuoriesce [5].

È proprio qui che risiede una sfida per i dispositivi a oscillazione. I sistemi che generano attivamente pressione o flusso solo durante l'inspirazione hanno un'influenza limitata sul flusso espiratorio. Specialmente in presenza di ostruzione bronchiale marcata, come nella BPCO, può risultare difficile ottenere un flow bias espiratorio favorevole [5, 7].

Un approccio tecnico diverso interviene quindi in modo mirato sull'espirazione: grazie a ventole separate per inspirazione ed espirazione, è possibile influenzare attivamente la gestione della pressione anche durante l'espirazione [7]. Decisivo non è però solo ciò che la tecnologia rende possibile, ma quale flow bias si generi effettivamente. Ed è proprio questo che si può misurare [7].

Anche l'espirazione attiva ha tuttavia i suoi limiti. In presenza di marcata limitazione del flusso espiratorio o di vie aeree instabili, il flusso espiratorio non può essere aumentato a piacimento. Le impostazioni devono quindi essere sempre adattate alla meccanica respiratoria individuale.

Due ventole invece di una, sulle prime sembra un dettaglio tecnico. Ma che differenza fa per il flow bias espiratorio? È proprio questa la domanda a cui ha cercato di rispondere uno studio di laboratorio del Seattle Children's Hospital [7].

Sono stati confrontati due diversi sistemi a oscillazione: BiWaze Clear, con due ventole separate per inspirazione ed espirazione e un sistema di tubi coassiale chiuso con percorsi di flusso separati. Il sistema di confronto lavora invece con una singola ventola e un sistema di tubi aperto con valvola di dispersione [7].

Grazie ai percorsi di flusso separati e alla gestione attiva della pressione, durante l'oscillazione può generarsi un picco di flusso espiratorio superiore a quello inspiratorio [7]. Il paziente non deve a tal fine espirare consapevolmente con particolare forza o rapidità. Nel modello polmonare, il flow bias misurato risultava già dall'interazione tra l'oscillazione generata dal dispositivo e i pattern respiratori simulati. Quanto marcato sia questo effetto nel singolo paziente dipende tuttavia anche dalla sua meccanica respiratoria e dalle impostazioni scelte [7].

Valori medi delle misurazioni tracheali dallo studio di laboratorio [7]:

Cosa rivelano i valori misurati

La differenza risulta netta: BiWaze Clear ha generato un picco di flusso espiratorio superiore a quello inspiratorio in tutte e dodici le condizioni esaminate. In undici su dodici configurazioni di misurazione il rapporto PIF/PEF era addirittura inferiore al valore sperimentale di orientamento di 0,9. Solo nel modello pediatrico ostruttivo a 20 cmH₂O risultava leggermente superiore, con 0,91. Il sistema di confronto mostrava invece un rapporto PIF/PEF superiore a 1,0 in tutte e dodici le configurazioni [7].

Un rapporto di flusso favorevole, però, non è tutto. Il valore sperimentale di orientamento per la differenza, superiore a 17 L/min, è stato raggiunto da BiWaze Clear in entrambi i modelli adulti normali e nel modello adulto restrittivo a 30 cmH₂O [7].

Proprio in presenza di meccanica respiratoria ostruttiva, questa differenza restava invece al di sotto. L'aumento della resistenza delle vie aeree può limitare il flusso espiratorio: più pressione non significa quindi automaticamente più flusso espiratorio. È comunque degno di nota che BiWaze Clear abbia generato un flow bias espiratorio anche in queste condizioni, mentre nel sistema di confronto continuava a prevalere il picco di flusso inspiratorio [7]. Anche nei modelli pediatrici le differenze di flusso misurate erano nettamente inferiori; il valore di orientamento di 17 L/min non è trasferibile senza riserve ai bambini [3, 7].

Le misurazioni mostrano quindi una differenza tecnica evidente tra i sistemi esaminati. In questo gioca un ruolo l'intero concetto del dispositivo, con il percorso dei tubi, la trasmissione della pressione e l'influenza attiva sull'espirazione [7].

Cosa significa per la pratica clinica?

BiWaze Clear combina tre possibilità terapeutiche che possono essere adattate individualmente l'una all'altra: terapia PEP, oscillazione e nebulizzazione [8]. La terapia PEP può contribuire a stabilizzare le vie aeree e favorire l'espansione polmonare. Durante l'oscillazione, le oscillazioni di pressione e flusso dovrebbero mobilizzare il secreto. Contemporaneamente, grazie alla gestione attiva della pressione, può generarsi un flow bias espiratorio [7, 8]. La nebulizzazione, a seconda della soluzione per inalazione, può favorire l'idratazione del secreto e facilitare così l'espettorazione [10].

Non esiste un valore di impostazione fisso per ottenere un flow bias favorevole. Decisivo è quale profilo di flusso si generi effettivamente con le impostazioni scelte, cosa che dipende anche dalla meccanica respiratoria individuale e dal pattern respiratorio del paziente [7].

Perché con tutto l'entusiasmo per le possibilità tecniche, non bisogna mai perdere di vista l'elemento centrale: il paziente. A cosa serve il profilo di flusso più favorevole se il paziente non tollera la terapia?

I risultati del modello polmonare sono promettenti e stimolano la curiosità. Ma resta una domanda decisiva: il secreto avanza davvero meglio nel paziente?

Le soglie sperimentali per il flow bias espiratorio provengono prevalentemente da studi di laboratorio e da ricerche sulla ventilazione invasiva [1–4, 6]. Anche nel confronto tra dispositivi sono stati misurati pressione e flusso, non il movimento effettivo del secreto [7]. Se questi risultati siano trasferibili a pazienti in respirazione spontanea con boccaglio o maschera, e se ciò migliori effettivamente la clearance del secreto, resta da verificare clinicamente.

I valori misurati incuriosiscono, ma come si presenta il tutto nella pratica clinica? Siete curiosi? Allora scoprite la tecnologia di persona! Contattateci. Siamo lieti di presentarvi BiWaze Clear nell'ambito di una dimostrazione del prodotto e di mostrarvi le diverse possibilità di impostazione e terapia, su richiesta anche in una formazione pratica.