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

An die Redaktion:

Die Mensch-zu-Mensch-Übertragung des schweren akuten respiratorischen Syndroms Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) ist nachgewiesen, wobei >3300 Kliniker in China und >1116 Kliniker in Italien infiziert sein sollen, wo bis zum 13. März 2020 13 882 Fälle bestätigt wurden. Es wurde festgestellt, dass Raumoberflächen in der Nähe von Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-19) symptomatischen Patienten und die Schutzausrüstung der Kliniker kontaminiert waren . Die primäre Strategie für COVID-19-Patienten ist eine unterstützende Behandlung, einschließlich einer Sauerstofftherapie für hypoxämische Patienten, bei der sich die High-Flow-Nasenkanüle (HFNC) als wirksam zur Verbesserung der Oxygenierung erwiesen hat. Bei Patienten mit akutem hypoxämischem Atemversagen konnte die HFNC im Vergleich zu herkömmlichen Sauerstoffgeräten nachweislich eine Intubation vermeiden. Es besteht jedoch die große Sorge, dass die HFNC aufgrund des verwendeten hohen Gasflusses die Dispersion von Bio-Aerosolen in der Umgebung erhöhen kann. Die erhöhte Dispersion könnte die Übertragung von Infektionserregern (wie z. B. SARS-CoV-2) 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 (USA) untersucht wurden und nur ein Patient HFNC verwendete. Im Gegensatz dazu wurde eine breite Nutzung in der Studie von Yang et al. aus Wuhan, China, beobachtet, wo 33 von 52 Patienten auf der Intensivstation (ICU) 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 Hochrisikosituation für eine Virusexposition darstellen, steigen. Eine frühe Intubation erhöht den Bedarf an Beatmungsgeräten und trägt damit zu der weltweit berichteten kritischen Knappheit bei. Die Vermeidung oder Verzögerung der invasiven mechanischen Beatmung könnte den unmittelbaren Bedarf an Beatmungsgeräten erheblich reduzieren. Daher wollen wir die wissenschaftliche Evidenz 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), der von Hui et al. und Ip et al. über ein Manikin-Modell 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 berichteten In-vitro-Studien mit verschiedenen Sauerstoffgeräten in Tabelle 1 zusammen. Interessanterweise war bei der gleichen Untersuchungsmethode und ähnlichen Atemmustern die Ausbreitungsdistanz des ausgeatmeten Rauchs von der Testpuppe mit HFNC bei 60 L-min-1 ähnlich wie bei einer einfachen Sauerstoffmaske bei 15 L-min-1 und sogar geringer 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 Patienten auf natürliche Weise erzeugt wird. Da das durch den Husten eines Patienten erzeugte Aerosol Partikel von 0,1 bis 100 µm enthält, sind klinische Studien erforderlich, um die Aerosoldispersion wirklich zu bewerten, insbesondere die Aerosoldynamik während der physiologischen Ausatmung und des Hustens.

Leung et al. berichteten über eine randomisierte, kontrollierte Studie, in der der Einsatz von HFNC mit 60 L-min-1 mit einer Sauerstoffmaske mit 8,6±2,2 L-min-1 bei 19 Intensivpatienten mit bakterieller Pneumonie hinsichtlich der Umweltkontamination verglichen wurde. 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 Bakterienzahl 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 und den Gehalt an virusinfiziertem Bio-Aerosol in 20 cm Entfernung vom Patienten beim Husten signifikant reduziert . Eine solche chirurgische Maske kann von einem Patienten getragen werden, der über eine Nasenkanüle (Standard-Nasenkanüle oder HFNC) mit Sauerstoff versorgt wird, 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 der Umgebung. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass der Patient über der HFNC eine chirurgische Maske tragen kann, um die Aerosolübertragung beim Husten oder Niesen zu reduzieren.

Allerdings ist angesichts der hohen Wirksamkeit der HFNC zur Oxygenierung der Patienten eine engmaschige Überwachung der Anwendung der HFNC bei COVID-19-Patienten entscheidend, um eine Verzögerung der Intubation zu vermeiden. Die Überwachung der Atemfrequenz und der Pulsoximetrie sowie die klinische Untersuchung sind unerlässlich.

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

Kliniker sollten in Erwägung ziehen, sich von dem Dogma zu lösen, das den Einsatz von HFNC bei COVID-19-Patienten zurückhält.