Physiological effect of high flow oxygen therapy measured by electrical impedance tomography in single-lung transplantation / Efectos fisiológicos del alto flujo de oxígeno medido por tomografía de impedancia eléctrica en trasplante unipulmonar

Abstract In patients with chronic obstructive pulmonary dis ease (COPD), single lung transplantation (SLT) is some times performed as an alternative to bilateral lung trans plantation due to limited organ availability. However, the postoperative management of SLT presents challenges, including complications related to the distinct compli ance of each lung. This case report presents the case of a 65-year-old male patient who underwent SLT and was in the weaning period from mechanical ventilation. High-flow oxygen therapy (HFOT) was administered, and the physiological effects were measured using electrical impedance tomography (EIT). The results demonstrated that the application of HFOT increased air trapping and overdistention in the native lung without benefiting the transplanted lung. HFOT through a tracheostomy tube or nasal cannula resulted in a more heterogeneous distri bution of ventilation, with increased end expiratory lung impedance, prolonged expiratory time constants, and an increase in silent spaces. The drop in tidal impedance after applying HFOT did not indicate hypoventilation but rather overdistention and air trapping in the native lung, while the transplanted lung showed evidence of hypoventilation. These findings suggest that HFOT may not be beneficial for SLT patients and could potentially worsen outcomes. However, due to the limited scope of this case report, further prospective studies with larger patient cohorts are needed to confirm these results.

Resumen En pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), el trasplante pulmonar unilateral (SLT, por sus siglas en inglés) se realiza como alternativa a la disponibilidad limitada de donantes para el trasplante pulmonar bilateral. Sin embargo, el manejo postoperato rio del SLT presenta desafíos, incluyendo complicaciones relacionadas con la distinta complacencia de cada pul món. Este reporte presenta el caso de un paciente varón de 65 años que fue sometido a un SLT y se encontraba en el proceso de destete de la ventilación mecánica. Se administró terapia de oxígeno de alto flujo (HFOT, por sus siglas en inglés) y se midieron los efectos fisiológicos utilizando la tomografía de impedancia eléctrica (EIT, por sus siglas en inglés). Los resultados demostraron que la aplicación de HFOT aumentó la retención de aire y la hiperinflación en el pulmón nativo sin beneficiar al pulmón trasplantado. Tanto la HFOT a través de un tubo de traqueostomía como a través de cánula nasal resultaron en una distribución más heterogénea de la ventilación, con un aumento en la impedancia pulmonar al final de la espiración, prolongación de las constantes de tiempo espiratorias y un aumento en los espacios silentes. La disminución de la impedancia tidal después de aplicar HFOT no indicó hipoventilación, sino más bien hiperinsuflación y retención de gas en el pulmón nativo, mientras que el pulmón trasplantado mostró evidencia de hipoventilación. Estos hallazgos sugieren que el HFOT puede no ser beneficioso para los pacientes con SLT y podría empeorar los resultados. Sin embargo, debido al alcance limitado de este informe de caso, se necesitan estudios prospectivos con cohortes de pacientes más amplias para confirmar estos resultados.

Avaliação do tamanho do pulmão em cães: a capacidade inspiratória define o volume corrente / Sizing the lung in dogs: the inspiratory capacity defines the tidal volume

RESUMO Objetivo: Avaliar uma nova abordagem fisiológica para a determinação do volume corrente em ventilação mecânica, de acordo com a capacidade inspiratória, e determinar se isso resulta em medidas mecânicas e de troca gasosa adequadas em cães saudáveis e em estado crítico. Métodos: Incluíram-se, neste estudo, 24 animais para avaliar o volume corrente expresso como porcentagem da capacidade inspiratória. Para mensuração da capacidade inspiratória, o ventilador mecânico foi regulado como segue: modo controle de pressão, com 35cmH2O de pressão de inspiração e pressão expiratória final de zero, por 5 segundos. Subsequentemente, estudaram-se dez cães em condições clínicas críticas. Resultados: Cães saudáveis ventilados com volume corrente que correspondia a 17% da capacidade inspiratória demonstraram mecânica respiratória normal e apresentaram os valores previstos de PaCO2 mais frequentemente do que os animais nos demais grupos. A pressão no sistema respiratório e a pressão transpulmonar foram significantemente mais elevadas nos cães em condição crítica, porém em todos os casos, estiveram abaixo de 15cmH2O. Conclusões: O volume corrente calculado com base na capacidade inspiratória de cada animal comprovou ser uma ferramenta útil e simples para o estabelecimento dos parâmetros do ventilador. Convém também realizar abordagem semelhante em outras espécies, inclusive no ser humano, quando se consideram as potenciais limitações da titulação do volume corrente, com base no peso corpóreo ideal calculado.

ABSTRACT Objective: To evaluate a novel physiological approach for setting the tidal volume in mechanical ventilation according to inspiratory capacity, and to determine if it results in an appropriate mechanical and gas exchange measurements in healthy and critically ill dogs. Methods: Twenty healthy animals were included in the study to assess the tidal volume expressed as a percentage of inspiratory capacity. For inspiratory capacity measurement, the mechanical ventilator was set as follows: pressure control mode with 35cmH2O of inspired pressure and zero end-expiratory pressure for 5 seconds. Subsequently, the animals were randomized into four groups and ventilated with a tidal volume corresponding to the different percentages of inspiratory capacity. Subsequently, ten critically ill dogs were studied. Results: Healthy dogs ventilated with a tidal volume of 17% of the inspiratory capacity showed normal respiratory mechanics and presented expected PaCO2 values more frequently than the other groups. The respiratory system and transpulmonary driving pressure were significantly higher among the critically ill dogs but below 15 cmH2O in all cases. Conclusions: The tidal volume based on the inspiratory capacity of each animal has proven to be a useful and simple tool when setting ventilator parameters. A similar approach should also be evaluated in other species, including human beings, if we consider the potential limitations of tidal volume titration based on the calculated ideal body weight.