Introducción
La infección por el SARS ‐ CoV ‐ 2 y el consiguiente COVID ‐ 19 son una causa importante de mortalidad y morbilidad entre los pacientes, los trabajadores sanitarios y la población en general. Muchas pautas internacionales de COVID-19 establecen que la transmisión del SARS-CoV-2 se produce principalmente a través de 'gotitas' de fluidos respiratorios más grandes (> 5 µm de diámetro), mientras que los aerosoles (<5 µm) solo presentan un riesgo significativo durante los procedimientos que generan aerosoles.
Por lo tanto, la protección estándar contra COVID-19 se basa en la prevención de la transmisión de gotas, que incluye mascarillas quirúrgicas, mientras que los respiradores N95 / FFP3 de ajuste probado y la ventilación ambiental mejorada se recomiendan solo durante los procedimientos de generación de aerosoles.
Los aerosoles son motivo de preocupación ya que pueden: contener virus con capacidad de replicación; viajar en corrientes de aire; evadir mejor las mascarillas quirúrgicas; y depósito en el epitelio alveolar, aumentando potencialmente la gravedad de la enfermedad.
De manera preocupante, se ha observado una mayor prevalencia de infección en los trabajadores sanitarios que atienden a pacientes con COVID-19 que utilizan gotitas en comparación con medidas de aerosol.
El estatus especial otorgado a los procedimientos de generación de aerosoles se basa en pruebas epidemiológicas débiles de la epidemia del síndrome respiratorio agudo severo (SARS) de 2003, en la que se produjo un aumento de la transmisión de la enfermedad en los trabajadores sanitarios expuestos a pacientes que requerían terapias respiratorias agudas. Los aerosoles no se midieron en estos estudios.
Las terapias respiratorias como el oxígeno nasal de alto flujo (HFNO) y la ventilación con presión positiva no invasiva (NIPPV) se designan universalmente como procedimientos que generan aerosoles. Sin embargo, estas terapias pueden suprimir las emisiones de aerosoles alterando la mecánica pulmonar o filtrando los gases exhalados.
Estudios anteriores que cuantifican los aerosoles durante las terapias sugieren tanto un aumento como una disminución de las emisiones. Un estudio reciente y una preimpresión (Hamilton et al., Preprint, https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.01.29.21250552v1) sugieren que la tos puede generar hasta 3-10 veces más aerosoles que el HFNO y NIPPV. Sin embargo, los métodos utilizados en estos estudios pueden haber subestimado las emisiones totales y el riesgo de exposición.
La clasificación de HFNO y NIPPV como procedimientos que generan aerosoles puede tener dos consecuencias adversas graves.
En primer lugar, el riesgo de las actividades respiratorias comunes puede estar subestimado, por lo que las precauciones efectivas no se utilizarán ampliamente y, en segundo lugar, los pacientes pueden haber retrasado o restringido el acceso a terapias beneficiosas.
Basándonos en los mecanismos establecidos de generación de aerosoles fisiológicos, planteamos la hipótesis de que las emisiones totales aumentarán con la actividad respiratoria de esfuerzo y disminuirán con las terapias clínicamente indicadas.
Para proporcionar una mejor cuantificación del riesgo, desarrollamos una cámara novedosa con el objetivo de medir las emisiones totales de aerosoles humanos durante seis actividades respiratorias, y realizamos comparaciones con las emisiones durante HFNO, NIPPV y el uso de mascarillas quirúrgicas.
Resumen
Los aerosoles respirables (<5 µm de diámetro) presentan un alto riesgo de transmisión del SARS ‐ CoV ‐ 2. Las pautas recomiendan el uso de precauciones con aerosoles durante los procedimientos de generación de aerosoles y precauciones con gotas (> 5 µm) en otros momentos. Sin embargo, la evidencia emergente indica que las actividades respiratorias pueden ser una fuente más importante de aerosoles que los procedimientos clínicos como la intubación traqueal.
Nuestro objetivo fue medir el tamaño, el número total y el volumen de todos los aerosoles humanos exhalados durante las actividades y terapias respiratorias.
Usamos una cámara novedosa con un contador de partículas óptico de muestreo a 100 l.min-1 para contar y fraccionar por tamaño cerca de todas las partículas exhaladas (0.5-25 µm).
La cámara de muestreo consta de una sección trasera que contiene filtros, que suministra aire limpio a través de una pared compuesta de medios filtrantes de aire, y una sección delantera de paredes transparentes que acomoda el torso del sujeto. Un faldón flexible no poroso permite la entrada del sujeto y el tubo de dispositivos no invasivos. La cabeza del sujeto se coloca dentro de una sección recortada de un gran cono, que se adjunta a un contador de partículas ópticas, toma muestras a 100 l.min-1 y se monta fuera de la cámara. El flujo de aire en el tubo de 100 mm de diámetro en el extremo distal de la cámara se controla mediante una sonda de anemómetro. La humedad y la temperatura se controlaron usando un higrómetro y un termómetro colocados frente al sujeto, en el piso de la cámara. Se montó un ejercitador de pedal móvil para que el sujeto pudiera ejercitarse en su posición sentada.
En comparación con la respiración tranquila, las actividades respiratorias de esfuerzo aumentaron el recuento de partículas:
- 34,6 veces durante el habla.
- 370,8 veces durante la tos (p <0,001).
- El oxígeno nasal de alto flujo 60 a l.min-1 aumentó el recuento de partículas 2,3 veces (p = 0,031) durante la respiración tranquila.
- La terapia respiratoria no invasiva de circuito único y doble a 25/10 cm. H2O con respiración tranquila aumentó los recuentos en 2,6 y 7,8 veces, respectivamente (ambos p <0,001).
Cambios en los recuentos de partículas totales promedio (media geométrica por tamaño de contenedor) en relación con la actividad de referencia mediante el uso de registros de recuentos de partículas.
Durante las actividades de esfuerzo, las terapias respiratorias y las mascarillas redujeron las emisiones en comparación con las actividades por sí solas.
Las actividades respiratorias (incluida la respiración de esfuerzo y la tos) que imitan los patrones respiratorios durante la enfermedad generan sustancialmente más aerosoles que las terapias respiratorias no invasivas, que a la inversa pueden reducir las emisiones totales.
Argumentamos que el riesgo de exposición a aerosoles se subestima y justifica intervenciones generalizadas y específicas.
Discusión
Este estudio es el primero en explorar las emisiones respiratorias exhaladas casi completas y el más detallado en la comparación de emisiones (recuentos, distribuciones de tamaño y volúmenes estimados) en una amplia gama de actividades respiratorias con tres terapias respiratorias no invasivas.
Hemos demostrado que las emisiones por minuto durante las actividades respiratorias de esfuerzo común son a menudo de uno a dos órdenes de magnitud mayores que durante HFNO y NIPPV, que actualmente se clasifican como procedimientos de generación de aerosoles. Es importante destacar que cuando estas terapias se utilizaron durante actividades respiratorias de esfuerzo que imitan una enfermedad respiratoria, las emisiones se redujeron en comparación con las actividades solas.
Nuestros datos sugieren que es poco probable que la generación de aerosoles a partir de los flujos de gas y las presiones administradas por las terapias respiratorias sean la causa principal de la asociación observada entre su uso y la transmisión de enfermedades durante la epidemia de SARS ‐ CoV ‐ 1, que sustenta el modelo actual de ' procedimiento generación de aerosoles».
Las terapias estaban indicadas para el empeoramiento de la insuficiencia respiratoria aguda, lo que sugiere que las actividades respiratorias de los pacientes habrán incluido respiración rápida y profunda, tos y cierre terminal de las vías respiratorias. Nuestro estudio sugiere que estas actividades respiratorias de esfuerzo dan como resultado una alta producción de aerosoles.
Esto podría exponer al personal al riesgo de transmisión de enfermedades durante cualquier período de atención cercana, independientemente del uso de terapias respiratorias específicas. De hecho, el uso de terapias respiratorias puede suprimir las emisiones de aerosoles en este entorno (aunque es probable que los niveles de emisión sean considerablemente mayores que durante la respiración tranquila).
Parece plausible, si los aerosoles fueron responsables de la transmisión de enfermedades en este entorno histórico, se generaron fisiológicamente y no de manera procedimental. Esta distinción es importante ya que las medidas de protección dirigidas a la transmisión basada en aerosoles actualmente se priorizan basándose únicamente en el procedimiento, independientemente del contexto clínico, fisiológico y ambiental.
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En resumen, nuestros datos se suman a un número pequeño pero creciente de estudios cuantitativos que desafían la justificación para describir ciertas terapias respiratorias como procedimientos que generan aerosoles. Es probable que los pacientes que requieran de forma aguda HFNO o NIPPV presenten un alto riesgo de transmisión de la enfermedad debido a su propensión a producir aerosoles, pero no encontramos ninguna base para retener o retrasar el acceso a estas terapias. En cambio, llegamos a la conclusión de que las actividades respiratorias de esfuerzo en sí mismas son los modos principales de generación de aerosoles y representan un riesgo de transmisión mayor de lo que se reconoce ampliamente en la actualidad. Por lo tanto, el aumento de las medidas dirigidas a los aerosoles generados fisiológicamente podría proteger a los pacientes, los trabajadores sanitarios y el público de los patógenos respiratorios, incluido el SARS ‐ CoV ‐ 2. |