La oxigenoterapia, como todos los tratamientos que dependen de la tecnología, no para de evolucionar. Se define como el uso terapéutico del oxígeno (O2) administrado a concentraciones mayores de las del aire ambiente para tratar o prevenir los efectos de la hipoxemia1-3. Su administración persigue mantener una oxigenación estable fuera del rango de la insuficiencia respiratoria (presión arterial de O2 [PaO2]>60mmHg, saturación arterial de oxígeno medida por pulsioximetría [SpO2]>90%). Es utilizada ampliamente en diferentes ámbitos de cuidados para pacientes con problemas respiratorios agudos y crónicos, en domicilio y en el hospital4. Aunque el O2 es considerado un medicamento por las autoridades sanitarias, su uso generalizado y la consideración de que es un tratamiento benigno y sin complicaciones han condicionado que nunca se haya prestado demasiada importancia a su dosificación y efectos secundarios, a pesar de la evidencia científica disponible5,6. Como medicamento, el O2 debería ser utilizado con el mismo rigor que cualquier otro fármaco, siendo necesario establecer de forma fundada sus indicaciones y posología. Solo así alcanzaríamos los objetivos principales de esta terapia: mejorar la supervivencia, corregir la hipoxemia de forma adecuada y evitar los riesgos de una oxigenación excesiva. Abordaremos en la presente revisión por qué es necesaria la titulación de la oxigenoterapia, ventajas de realizar la titulación de forma automática o manual, qué características debe tener un dispositivo de titulación automática, de cuáles disponemos en el mercado y qué evidencia los soportan, finalizando con las limitaciones y carencias de los equipos actuales.

Tanto la hipoxemia como la hiperoxia resultante de la exposición a flujos de O2 más altos de lo necesario pueden tener consecuencias graves para los pacientes7,8. Disponemos de datos que avalan estas afirmaciones en niños y en adultos, en situaciones de insuficiencia respiratoria aguda y crónica.

En la población neonatal, la evidencia clínica de los efectos indeseables de la oxigenoterapia es amplia. Un aporte de O2 insuficiente tiene efectos deletéreos en el desarrollo neurológico y en la circulación pulmonar9-15, y un aporte excesivo se relaciona con un daño oxidativo sistémico en diferentes órganos16-19. Por ello, mantener una correcta oxigenación es imprescindible. Tradicionalmente la titulación del tratamiento se ha realizado manualmente, ajustando los flujos de O2 para mantener la SpO2 en el rango deseado. Sin embargo, se ha comprobado en el ámbito de la pediatría que este método mantiene a los pacientes más de la mitad del tiempo con SpO2 por debajo del rango y al menos un tercio del tiempo por encima. Esto podría relacionarse tanto con la capacidad de respuesta del personal sanitario a las fluctuaciones de SpO2 como con la excesiva tolerancia de los niños a altos niveles de SpO220-22.

En adultos, el objetivo de la oxigenoterapia es también evitar las consecuencias de la hipoxemia, pero se olvidan con más frecuencia, si cabe, los efectos dañinos de la hiperoxia, a pesar de ser bien conocidos23.

En pacientes con insuficiencia respiratoria aguda, la hipoxemia se ha asociado con un aumento de la mortalidad tras un infarto de miocardio y en pacientes con traumatismos craneoencefálicos graves24-26. También conlleva un incremento de la mortalidad en pacientes ingresados en unidades de críticos (UCI) y un mayor número de complicaciones en el periodo postoperatorio27,28. En pacientes con exacerbación de enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), en quienes los efectos de la hipoxemia son particularmente importantes y ampliamente conocidos, también se ha comprobado que la prescripción de la oxigenoterapia es subóptima29,30, manteniendo los pacientes una oxigenación baja amplios periodos de tiempo31.

La hiperoxia supone igualmente un riesgo mayor para los pacientes con insuficiencia respiratoria aguda; no por ser desconocido, sino por ser minimizado por los profesionales sanitarios6,7. Su presencia se asocia, independientemente de la hipoxemia, a un aumento del riesgo de muerte tras una parada cardiorrespiratoria y a una mayor mortalidad en pacientes con traumatismos craneoencefálicos graves25,32,33. Casi el 25% de los pacientes con exacerbación de EPOC están expuestos a periodos importantes de hiperoxia, lo que se relaciona con una mayor mortalidad y peores resultados clínicos, evitables si ajustamos con precisión los flujos de O2 administrados34-36. A pesar de toda esta evidencia, la realidad clínica es que la gran mayoría de los pacientes reciben O2 a flujos elevados durante las exacerbaciones de su EPOC, con el mayor riesgo de inducción de acidosis respiratoria que ello conlleva37.

Los pacientes con insuficiencia respiratoria crónica en situación estable es frecuente que presenten hipoxemia durante periodos prolongados de tiempo, siendo esta la principal responsable de una reducción de la tolerancia al ejercicio y causando múltiples y conocidas complicaciones (hipertensión pulmonar, insuficiencia cardíaca derecha, policitemia o aumento de la mortalidad)38,39. El uso de oxigenoterapia continua domiciliaria (OCD) ha demostrado en pacientes con EPOC efectos beneficiosos en supervivencia, calidad de vida y tolerancia al ejercicio2,40-42. Y por analogía, su indicación se ha trasladado a otras enfermedades pulmonares crónicas43-47. El ajuste de la OCD suele realizarse con flujos fijos, lo que no siempre es óptimo48, ya que las necesidades de los pacientes varían a lo largo del día. Más de la mitad presentan desaturación de O2 durante sus actividades habituales49,50.

A la vista de estos datos, adaptar la oxigenoterapia a los requerimientos de los pacientes es una necesidad. La evidencia disponible nos indica que un uso apropiado de la oxigenoterapia es un factor importante que influye en los resultados clínicos51 y que una prescripción basada en la monitorización continua puede aumentar significativamente el porcentaje de tiempo con una SpO2 adecuada, disminuyendo también la cantidad de O2 prescrita52. Objetivos imprescindibles en el ajuste de la oxigenoterapia deberían ser:

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  Optimizar la terapia y la seguridad, minimizando al máximo el número de episodios de hipoxemia e hiperoxia. La prescripción debería establecerse con el objetivo de alcanzar un rango de saturación, en lugar de establecer flujos de O2 altos independientemente de los niveles de O2 arterial35.

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  Personalizar el flujo de O2 a las necesidades reales de los pacientes en sus actividades diarias. Normalmente el flujo de O2 se selecciona de forma que no siempre cubre las necesidades del paciente, pudiendo ser insuficiente cuando la demanda aumenta53.

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  Optimizar el consumo de O2 para aumentar el tiempo de uso de los dispositivos portátiles, cuyas limitaciones tecnológicas precisan de medidas para adecuar la terapia a la vida real.

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  Mejorar los resultados en morbimortalidad.

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  Reducir los costes excesivos por un uso inadecuado.

La realidad muestra que estos objetivos son difíciles de lograr en la práctica clínica54. Como ya se ha mencionado, el método tradicional de titulación manual tiene importantes limitaciones. Se necesita personal entrenado tanto en el hospital como en el domicilio. Al personal sanitario le consume un tiempo especialmente relevante en unidades de críticos, y al paciente puede suponerle un aumento de las cargas, con el consiguiente deterioro de la adherencia. Además, solo consigue un ajuste subóptimo con frecuentes episodios de infra- y sobredosificación, lo que disminuye su eficiencia y pone en riesgo la seguridad de los pacientes.

Todos estos hallazgos, inquietudes y limitaciones han facilitado que, en los últimos años, se desarrollen dispositivos médicos, fisiológicos, controlados, de circuito cerrado, para titular automáticamente el flujo de O2. En general, se definen como dispositivos que utilizan uno o más sensores para cambiar una variable fisiológica de forma automática (el flujo de O2) y mantener así el nivel de oxigenación determinado para cada paciente55 (fig. 1). Un equipo de titulación automática de O2 consta de 3 partes: un sistema de monitorización de la oxigenación, un algoritmo que determina los ajustes del flujo de O2 para alcanzar el nivel adecuado de dicha oxigenación y una fuente de suministro de O253.

• 1)

  Monitorización del grado de oxigenación. Se pueden utilizar diferentes sistemas de monitorización dependiendo de la variable elegida. Los electrodos de PaO2 permanentes y los de presión de O2 transcutáneos (PtcO2) tienen un uso limitado por la necesidad de un catéter invasivo en los primeros y por necesitar frecuentes calibraciones los segundos. Es por ello que la SpO2 se ha convertido en el sistema de monitorización preferido al ser un método no invasivo que no requiere calibración.

• 2)

  Algoritmos. Los algoritmos que determinan el ajuste del flujo de O2 para mantener las cifras de SpO2 establecidas comparan de forma continua o intermitente la SpO2 medida con el objetivo establecido y ajustan el flujo de O2 en función de los datos obtenidos. Un reto importante es determinar cuándo la hipoxemia es un evento real y cuándo se debe a artefactos de movimiento o a una señal deficiente del pulsioxímetro, para evitar sobredosificación de O2 e hiperoxia. Además, la respuesta a la hipoxemia debe ser adecuada para corregirla, pero sin producir hiperoxia de rebote. Los algoritmos son específicos de cada dispositivo y difícilmente comparables, por lo que es necesario validar todos ellos clínicamente antes de su uso.

• 3)

  Fuente de O2. El O2 administrado puede provenir de una toma de pared o botella de O2 comprimido, en general, de cualquier fuente cuyo flujo pueda ser controlado por un automatismo externo. El gas enriquecido de O2 puede llegar finalmente al paciente a través de ventiladores mecánicos, dispositivos de presión positiva continua en la vía aérea (CPAP), equipos de alto flujo o dispositivos de oxigenoterapia como las gafas nasales. Las mascarillas Venturi no son válidas para la autotitulación de O2, al depender la fracción de O2 inspirada (FiO2) de la mayor o menor regulación de la abertura de la mascarilla y no del flujo suministrado. Los ventiladores y equipos de alto flujo deben tener mezcladores precisos y resistentes que soporten los cambios de flujo de O2 requeridos.

Figura 1.

Diseño de un dispositivo médico fisiológico controlado de circuito cerrado.

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El modo de funcionamiento es fácil e intuitivo. La señal de pulsioximetría es analizada de forma continua por la unidad central, que aumentará o reducirá el flujo de O2 según convenga para mantener el nivel de SpO2 prefijado.

Estos dispositivos tienen el potencial de optimizar la oxigenoterapia, reduciendo el riesgo de infra- y sobredosificación y la sobrecarga asistencial, mejorando los resultados clínicos de los pacientes. Frente al ajuste errático logrado con la titulación manual, estos consiguen cifras de oxigenación adecuadas y sostenidas en el tiempo mediante ajustes continuos y automatizados del flujo de O253 (fig. 2). Los resultados de un reciente metaanálisis, en el que se muestra cómo estos dispositivos aumentan el tiempo en que la SpO2 se mantiene en el rango predefinido por el clínico en comparación con la titulación manual56, abren nuevas posibilidades en el mundo de la titulación de la oxigenoterapia: la titulación automática o autotitulación.

Figura 2.

Diferencias entre la titulación manual y la titulación automática.

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A pesar de los numerosos estudios de titulación automática, aún quedan múltiples interrogantes. ¿Funcionan los dispositivos de autotitulación con cualquier interface? ¿Son los sensores de oximetría lo suficientemente sensibles y fiables? ¿El hardware puede tener episodios de mal funcionamiento por defectos en su desarrollo o problemas eléctricos? ¿Cuál es su lugar en el mundo de la oxigenoterapia?, ¿el paciente agudo?, ¿el domicilio?, ¿el esfuerzo?

En la mayoría de los estudios, la variable utilizada como retroalimentación del circuito fue la SpO2, debiendo estar conectado el paciente continuamente a un pulsioxímetro. Es la única fuente de información que alimenta el algoritmo para determinar el ajuste de la terapia. En el cuidado manual, sin embargo, el médico dispone de varias fuentes (monitores, respuesta del paciente,…), lo que aumenta su seguridad. A este respecto es importante la inestabilidad del sensor con los movimientos o el retraso fisiológico en las mediciones, por lo que el avance de la pulsioximetría supondrá un hecho clave en el desarrollo de controladores clínicamente efectivos.

Por otro lado, el valor de la oximetría para evaluar la hiperoxia es muy limitado, al igual que lo es su capacidad para detectar precozmente la depresión respiratoria, incluso cuando se asocia con retención considerable de CO2. Nuevas líneas de investigación, como el índice de reserva de oxígeno (ORI), son muy interesantes para mejorar la fiabilidad de la medida76. El ORI es una variable continua no invasiva proporcionada por una generación de oxímetros que utilizan cooximetría de pulso de longitud de onda múltiple. Reflejan la oxigenación en el rango hiperóxico moderado, lo que proporciona una alarma temprana cuando la oxigenación se deteriora, antes incluso de que haya cambios en la SpO2. Es, por tanto, un buen complemento a la oximetría en el manejo de pacientes con oxigenoterapia76.

Otro problema de la titulación automática es que el aumento del flujo de O2 puede no ser una respuesta adecuada cuando la hipoxemia se debe a hipoventilación. Y para minimizar el riesgo de enmascarar el deterioro continuo de la función respiratoria por el aumento automático del flujo de O2, los dispositivos de titulación automática deberían advertir sobre aumentos persistentes del flujo de O2, incluso si la SpO2 está en rango.

Podemos concluir que los sistemas de titulación automática mejoran la dosificación de la oxigenoterapia evitando las consecuencias deletéreas de la hipoxemia e hiperoxia en la insuficiencia respiratoria aguda y crónica, pero sin sustituir al control clínico, sobre todo por sus limitaciones cuando la causa de la hipoxemia es la hipoventilación. A pesar de sus limitaciones su potencial clínico es amplio, pudiendo ayudar a los médicos a prescribir la oxigenoterapia de forma personalizada a las diferentes situaciones de los pacientes. Y no debemos olvidar que, aunque la oxigenoterapia salva vidas, si la utilizamos de forma inadecuada puede causar daños importantes. El desarrollo tecnológico en este campo va a permitir disponer, sin duda, de equipos más fiables, con sensores más sensibles y con una capacidad de respuesta más ágil, pero será necesario seguir abriendo vías de investigación en esta área de conocimiento. En el momento actual, la autotitulación de la oxigenoterapia debe situarse en el escenario de la investigación.

Sagrario Mayoralas Alises trabaja como directora médico en Oximesa Grupo Praxair, empresa proveedora de terapias respiratorias a domicilio. Oximesa no comercializa ninguno de los dispositivos descritos en el manuscrito. El resto de autores declaran no tener conflictos de intereses respecto del contenido del manuscrito.