Mythe: Zuurstof is gevaarlijk bij COPD Dr Leo Heunks longarts-intensivist afd intensive care April, 2011
Programma Regulatie van de ademhaling Effect O2 tijdens AE-COPD Oorzaken hypercapnie tijdens AE-COPD Gevaren hypoxemie ‘Rebound hypoxemie’
8.0
Mythe COPD: Hypoxic drive
Zuurstof bij AE-COPD Ventilatie ↓ ➱ CO2↑
Apnoe Dood
Vraag 1 Leidt O2 toediening tot hypercapnie bij AE-COPD ?
O2 geïnduceerde hypercapnie 21% O2
15 min 100% O2
30 29
25
kPa
20 15 10 8,4 5 0
4,9 O2
O2 N = 22, AE-COPD FEV1 27 ± 6% pred
CO2
CO2
Aubier, Am Rev Respir Dis, 1980
O2 geïnduceerde hypercapnie 21% O2
15 min 100% O2
P<0,001
30
29
25
kPa
20 15
P<0,001
10
11,4
5 0
8,4 4,9 O2
O2 N = 22, AE-COPD FEV1 27 ± 6% pred
CO2
CO2
Aubier, Am Rev Respir Dis, 1980
O2 geïnduceerde hypercapnie 21%
100%
60
kPa
50 40 30 20 10 0
t = 20 min N = 22, AE-COPD FEV1 30 ± 10% pred
7,6
7,3
6,9 O2
O2
CO2
CO2 Robinson, Am J Respir Crit Care Med, 2000
O2 geïnduceerde hypercapnie 21%
100%
60
*
53
kPa
50 40 30 20 10 0
t = 20 min N = 22, AE-COPD FEV1 30 ± 10% pred
7,6
7,3
6,9 O2
O2
CO2
CO2 Robinson, Am J Respir Crit Care Med, 2000
Non-retainers
Retainers 21% O2
100% O2 60
60 57
50
50 48
kPa
40 30
40 30
20
20
10
10
0
8,1
6,5 O2 O2
6,3 CO22 CO
0
#
*
7,1
7,3 O2 O2
8,4 CO2 CO2
# P < 0.05 vs non retainers N = 10 FEV1 27% pred
N = 12 FEV1 32% pred Robinson, Am J Respir Crit Care Med, 2000
Non-retainers
Retainers 21% O2
100% O2 60
60 57
50
50 48
kPa
40 30
40 30
20
20
10
10
0
8,1
6,5 O2 O2
6,3 CO22 CO
0
#
*
7,1
7,3 O2 O2
8,4 CO2 CO2
# P < 0.05 vs non retainers N = 10 FEV1 27% pred
N = 12 FEV1 32% pred Robinson, Am J Respir Crit Care Med, 2000
Interim conclusie 1. Bij subgroep van patiënten met AE - COPD leidt ongecontroleerde O2 suppletie tot hypercapnie
2. Alleen bij ernstige hypoxemie treedt O2 geïnduceerde hypercapnie op
Vraag 2 O2 geïnduceerde hypercapnie bij AE-COPD door hypoventilatie?
O2 en ventilatie bij AE-COPD ∆ ventilation (%) 0 -5
-7%
-10
*
-15
-18%
-20
***
-25
1 min
15 min
N = 22 Aubier, Am Rev Respir Dis, 1980
O2 en ventilatie bij AE-COPD ∆ ventilation (%) 0 -5
-7%
-10
*
-15
-18%
-20
***
-25
1 min
15 min
N = 22 Aubier, Am Rev Respir Dis, 1980
O2 en ventilatie bij AE-COPD
CO2: 8,4 kPa
CO2: 10,1 kPa
CO2: 11,4 kPa
(K*Vco2) Paco2= VE (1-VD/VT)
O2: 4,9 kPa
O2: 13 kPa
O2: 29 kPa
∆VE verklaart ∆Paco2 ~ 0,65 kPa
N = 22 Aubier, Am Rev Respir Dis, 1980
Geen correlatie ∆CO2 en ∆VE
Aubier, Am Rev Respir Dis, 1980
Interim conclusie 1. O2 geïnduceerde hypercapnie bij AE-COPD wordt niet (volledig) verklaard door afname ventilatie
Vraag 3 Oorzaak voor O2 geïnduceerde hypercapnie bij AE-COPD 1. Afname ventilatie 2. V/Q mismatch 3. Haldane effect
VD/VT bij COPD 21% O2 90
VD / VT
VD/VT = (Paco2 - Peco2)/ Paco2
60
100% O2 P<0,01
77
82
30
0
N = 22 FEV1 27 ± 6% pred Aubier, Am Rev Respir Dis, 1980
VD/VT bij COPD 21% O2 90
VD / VT
VD/VT = (Paco2 - Peco2)/ Paco2
(K*Vco2) Paco2= VE (1-VD/VT)
60
100% O2 P<0,01
77
82
30
0
N = 22 FEV1 27 ± 6% pred
Verklaart 1,5 kPa ↑Paco2 Aubier, Am Rev Respir Dis, 1980
Hypoxische pulmonale vasoconstrictie Fio2 = 0,21
13
5,2
Bij Pao2 < 8,0 kPa
Hypoxische pulmonale vasoconstrictie Fio2 = 0,21
Fio2 = 1,0
13
50
5,2
Bij Pao2 < 8,0 kPa
50
Interim conclusie
Veranderingen in V/Q spelen een rol bij het ontstaan van O2 geïnduceerde hypercapnie
Hypercapnie bij COPD 1. Afname ventilatie 2. V/Q mismatch 3. Haldane effect
Haldane effect
Paco2
Haldane effect
Paco2
Haldane effect in COPD 21% O2
100% O2
P<0,001
30
29
25 20 15
P<0,001
11,4
10 5 0
8,4 4,9
O O22
CO2 CO2
∆Sao2: 30% ∆Paco2: 0,8 kPa Lenfant, J Appl Physiol, 1966
Aubier, Am Rev Respir Dis, 1980
Interim conclusie ‘Haldane effect’ verklaart een deel van hypercapnie ten gevolge van O2 toediening bij ernstige hypoxemie
∆Paco2 bij O2 geinduceerde hypercapnie 100
∆ Paco2 (%)
75
V/Q
50
VE 25
Haldane 0 Aubier, Am Rev Respir Dis, 1980
Misser Accepteren van hypoxemie vanwege angst voor hypercapnie
Hypoxemie bij AE-COPD • Dyspnoe sensatie • Slaapkwaliteit • TnT tijdens AE-COPD voorspeller mortaliteit
McCord, Chest, 1998
QTc disperison Control
COPD + O2
0.0001
50,0
m sec
COPD
37,5
25,0
12,5
Pao2
0
11.6 kPa
CTL: N = 20 COPD: N = 15 (FEV1 0.68 +/- 0.29 L)
6.0 kPa
Sarrubi, Int J Cardiol, 1997
QTc disperison Control
COPD + O2
0.0001
50,0
m sec
COPD
0.018
37,5
25,0
12,5
Pao2
0
11.6 kPa
CTL: N = 20 COPD: N = 15 (FEV1 0.68 +/- 0.29 L)
6.0 kPa
8.0 kPa
Sarrubi, Int J Cardiol, 1997
Probablility of death 100 26
75 63
50
39
% 13
25 35 25
0
Neoplasm (N=54)
dag
COPD (N=24)
avond
nacht McNicholas, BMJ, 1984
Causes of death in AE-COPD ARF due to COPD 12% PTE 13%
Cardiac failure 41%
Pneumonia 34%
N = 46 Zvezdin, Chest, 2009
• Vrouw, 86 jaar • COPD IV, zuurstof thuis, • Hartfalen • Opname AE-COPD, luchtweg infectie • Leucocytose, CRP • Bronchodilatatie, steroiden • Lasix, ramipril
Beloop Pa,o2
20 16 12 8 4 0
thuis
Pa,co2
Beloop Pa,o2
20
20
16
16
12
12
8
8
4
4
0
0
thuis
4 l O2 +24 uur
Koorts Sp,o2: 85
Pa,co2
Beloop Pa,o2
Pa,co2
20
20
20
16
16
16
12
12
12
8
8
8
4
4
4
0
0
0
thuis
4 l O2 +24 uur
Koorts Sp,o2: 85
Room air
Beloop Pa,o2
Pa,co2
20
20
20
20
16
16
16
16
12
12
12
12
8
8
8
8
4
4
4
4
0
0
0
0
thuis
4 l O2 +24 uur
Koorts Sp,o2: 85
Room air
1 L O2
Beloop Pa,o2
20
20
16
16
12
12
8
8
4
4
0
0
4 l O2
Pa,co2
PA,o2 = Pi,o2 - (PA,co2/RQ) CO2: Higher solubility (20 * O2)
Room air
Interim conclusie 1. Hypoxemie geassocieerd met (niet-pulmonale) mortaliteit bij COPD 2. Nooit ‘volledig’ O2 stoppen 3. NIV / invasieve beademing bij hypercapnie
Maatwerk Streef SpO2 > 90% of PaO2 > 8.0 kPa
GOLD guidelines, goldcopd.org, 2007
Control: High flow O2 Active: Titrated O2
Baseline characteristics High flow
Titrated
FEV1, %
42 (16)
43 (17)
initial Sp,o2, %
84 (14)
87 (10)
Bloedgas < 30 min SEH High flow
Titrated
P
7,29 (0,14)
7,35 (0,16)
0,11
Pa,o2
98 (46)
79 (25)
0,34
Pa,co2
78 (49)
55 (31)
0,06
HCO3-
32 (10)
27 (7)
0,07
pH
N = 20 (10%)
Intention to treat 15
High flow O2 Titrated O2
12 P = 0,34 9
6
3
P = 0,04 11/117
0
2/97 Mortality
No difference hospital LOS
15/105
8/84 NIV / IV
Conclusion • High flow O
2
hogere mortaliteit (....)
• Echter, • Geen effect op opname duur • Geen effect of NIV of invasieve beademing • Methodologische beperkingen studie
Controlled O2 therapy Streef SpO2 90 - 92% admission
controlled O2 for 2h
10,0
kPa
7,5
N = 24 FEV1 37% pred Fio2: 0,24 - 0,40
5,0
7,5
7,6
6,2
2,5
0
OO22
CO2 2 CO Moloney, Lancet, 2001
Controlled O2 therapy Streef SpO2 90 - 92% admission 10,0
controlled O2 for 2h
*
9,6
kPa
7,5
N = 24 FEV1 37% pred Fio2: 0,24 - 0,40
5,0
7,5
7,6
6,2
2,5
0
OO22
CO2 2 CO Moloney, Lancet, 2001
Conclusie Mythe COPD stopt met ademen door zuurstof Misser Accepteren hypoxemie bij AE-COPD Maatwerk Sp,O2 88 - 92% bij ernstig COPD
