Pemberian Oksigen Dengan High Flow Nasal Cannula (HFNC)

Pemberian Oksigen menggunakan metode high flow nasal cannula (HFNC) atau kanula hidung aliran tinggi yang dihangatkan dan dilembabkan telah menjadi semakin populer dalam penanganan pasien dengan gagal napas akut pada semua kelompok umur. 

Beberapa tahun terakhir, penggunaannya banyak berhasil pada anak-anak terutama dengan bronkiolitis parah dan di unit perawatan intensif dewasa. berbagai penelitian yang mengidentifikasi mekanisme serta penggunaannya dalam berbagai kondisi. 

Kanula hidung aliran tinggi (HFNC) adalah  pemberian oksigen menggunakan alat yang dapat menghangatkannya hingga 37 derajat Celcius dengan kelembaban relatif 100% serta dapat menghasilkan 0,2 –1,00% fi02 dengan laju aliran hingga 60 liter/menit. Laju aliran dan fi02 dapat dititrasi secara independen berdasarkan kebutuhan aliran dan fi02 pasien.

Pendahuluan

Terapi oksigen tambahan adalah salah satu intervensi yang sering dilakukan saat merawat pasien hipoksia akut. pemberian oksigen ini sering dilakukan dengan kanula hidung aliran rendah (LFNC). Namun terdapat batasan untuk intervensi oksigen menggunakan metode ini.

Kanula hidung biasa hanya dapat memberikan oksigen tambahan secara efektif hanya sampai 4-6 liter per menit, setara dengan FiO2 sekitar 0,37 hingga 0,45. Di atas angka ini, akan terjadi iritasi mukosa hidung dan saluran pernapasan menjadi kering dan meningkatkan resiko  potensi perdarahan jika digunakan dalam jangka panjang.

Dalam terapi kanula nasal aliran rendah, pengiriman FiO2 secara langsung terkait dengan laju aliran. Untuk meningkatkan FiO2, laju harus ditingkatkan. Kanula hidung aliran rendah adalah sistem suplementasi terbuka dengan kebocoran udara yang tinggi di sekitar sumber oksigen. Dengan demikian, efektifitas pengobatan untuk kanula hidung aliran rendah terbatas. 

Terapi kanula hidung aliran tinggi (HFNC) adalah sistem pasokan oksigen yang mampu memberikan hingga 100% oksigen yang dilembabkan dan dihangatkan dengan laju aliran hingga 60 liter per menit. 

Pemberian oksigen menggunakan Metode HFNC ini memungkinkan pengiriman oksigen tambahan serta hasil yang lebih baik saat digunakan. Selain kontrol yang lebih besar atas penghantaran FiO2, terdapat beberapa keuntungan menggunakan kanula hidung aliran tinggi.

Manfaat HFNC

Penghangatan dan Pelembaban Oksigen

Oksigen yang dihangatkan dan dilembabkan memiliki manfaat yang lebih besar dibandingkan dengan terapi oksigen standar. Terapi oksigen standar diberikan melalui kanula hidung atau alat lain seperti non-rebreather masker dalam kondisi dingin dan kering. 

Hal ini dapat menyebabkan peradangan saluran pernapasan yang dapat meningkatkan resistensi saluran napas dan merusak fungsi mukosiliar sehingga bisa menyebabkan penurunan pembersihan sekresi. 

Selain itu, pasien juga sistem pernapasan pasien juga memerlukan upaya dan energi untuk menghangatkan dan melembabkan oksigen tersebut selama pernapasan normal.

Sedangkan HFNC dapat menghangatkan oksigen hingga 37 derajat Celcius dan melembabkannya hingga dapat menurunkan peradangan saluran napas, mempertahankan fungsi mukosiliar, meningkatkan pembersihan mukus dan mengurangi pengeluaran kalori pada gagal napas akut.

Kebutuhan Inspirasi

Salah satu manfaat HFNC adalah dapat memasok aliran oksigen dengan laju yang tinggi. Hal ini penting karena pasien dengan gagal napas akut biasanya mengalami takipnea. Aliran inspirasi puncaknya antara 30-60 L/menit  dan dapat mencapai hingga 120 L/menit. Jadi, jika menggunakan masker non rebreathing 15 L/mnt mungkin tidak bisa membantu mereka.

Kapasitas Residu Fungsional

Terdapat beberapa perdebatan tentang seberapa besar PEEP yang dapat dihasilkan oleh perangkat aliran tinggi. HFNC telah terbukti meningkatkan PEEP hingga 1 mmHg untuk setiap aliran 10 L/menit yang diberikan dengan pernapasan mulut tertutup. 

Namun, kondisi ini mungkin tidak berlaku untuk semua pasien karena ada banyak faktor yang dapat mempengaruhi PEEP seperti ukuran tubuh pasien (obesitas, dewasa, anak), laju aliran yang diberikan (L/Min), dan pernapasan mulut terbuka versus pernapasan mulut tertutup karena tekanan dapat keluar saat mulut pasien terbuka.

Tampaknya HFNC dapat meningkatkan volume residu fungsional (FRC) pasien atau volume paru-paru pada akhir ekspirasi yang biasanya diperbaiki oleh PEEP. Sebuah penelitian oleh Riera J. et al menunjukkan penggunaan HFNC meningkatkan End Expiratory Lung Impedance (EELI) yang menyiratkan adanya peningkatan FRC. 

Mereka menggunakan Electrical Impedance Tomography (EIT), metode pencitraan real-time non-invasif yang menyediakan gambar ventilasi cross-sectional paru-paru untuk menunjukkan peningkatan End Expiratory Lung Impedance (EELI).

Selain itu, tampaknya penggunaan HFNC dapat menurunkan preload dengan meningkatkan tekanan intra-toraks, preload juga biasanya dikaitkan dengan PEEP. 

Aliran tinggi oksigen tampaknya menyebabkan rekrutmen alveolar dan peningkatan FRC serta peningkatan tekanan intratoraks yang kemungkinan disebabkan oleh penambahan PEEP, namun tidak bisa dipastikan apakah mekanisme lain mungkin bertanggung jawab atas temuan ini.

Lebih Praktis

Pasien sering lebih memilih penggunaan HFNC daripada ventilasi tekanan positif non-invasif (CPAP atau BPAP) karena masker yang dipasang terasa ketat mungkin tidak nyaman bagi beberapa pasien. 

Mereka bahkan mungkin lebih suka HFNC karena gas yang dihangatkan dan dilembabkan tidak akan mengeringkan mukosa mereka seperti terapi oksigen standar. Hal ini dapat menyebabkan kepatuhan yang lebih tinggi terhadap penggunaan HFNC dan peningkatan oksigenasi serta kerja pernapasan pasien.

Pembersihan Ruang Mati Paru (Dead Space)

Manusia biasanya menghirup kembali sepertiga dari volume tidal sehingga komposisi udara inspirasi terdiri dari 15-16% oksigen dan 5-6% karbon dioksida. Pada pasien dengan gagal napas akut, persentase gas yang dihirup kembali menjadi lebih besar, akibatnya dapat menghirup kembali karbon dioksida dalam jumlah yang lebih besar saat inspirasi yang artinya terjadi peningkatan dead space.

Salah satu manfaat utama HFNC adalah memberi aliran gas baru yang terus menerus dengan laju aliran tinggi menggantikan atau membersihkan ruang mati tersebut. Setiap nafas yang dihirup kembali oleh pasien akan dibersihkan dari karbon dioksida dan diganti dengan gas kaya oksigen yang meningkatkan efisiensi pernapasan

Mekanisme Kerja HFNC

Komponen dasar HFNC terdiri dari generator aliran yang menyediakan laju aliran gas hingga 60 liter per menit, blender udara-oksigen yang mencapai eskalasi FIO2 dari 21-100% dan Pelembab udara yang menjenuhkan campuran gas pada suhu 31-37 derajat Celcius. Untuk meminimalkan kondensasi, gas yang dilembabkan dan dihangatkan dialirkan melalui tabung lebar yang bercabang ke lubang hidung.

Mekanisme fisiologis yang terjadi pada pemberian oksigen menggunakan kanula hidung aliran tinggi antara lain: Pembersihan ruang mati fisiologis dari limbah gas termasuk karbon dioksida (CO2), Penurunan laju pernapasan, Tekanan ekspirasi akhir positif, Peningkatan volume tidal, dan peningkatan volume ekspirasi akhir.

Kanula nasal aliran tinggi (HFNC) mengurangi resistensi saluran napas nasofaring, yang mengarah ke peningkatan ventilasi dan oksigenasi melalui penerapan lingkungan tekanan positif. 

Secara fisiologis, nasofaring merupakan lingkungan yang dinamis yang memungkinkan terjadinya perluasan dan penyempitan radius saluran napas. Dengan menciptakan lingkungan tekanan positif, kanula hidung aliran tinggi menekan dari bagian dalam nasofaring ke arah luar yang melebarkan jari-jari nasofaring dan mengurangi resistensi terhadap aliran udara sehingga meningkatkan potensi ventilasi dan oksigenasi.

Selain memberikan dukungan tekanan positif ke nasofaring, kanula hidung aliran tinggi menciptakan tekanan akhir ekspirasi positif ke saluran udara bagian bawah. Efek ini bertindak serupa dengan dukungan tekanan jalan napas positif yang terus menerus karena menerapkan gaya belat untuk menjaga saluran udara alveolar agar tidak kolaps di bawah tekanan tarik permukaan yang meningkat selama ekshalasi. 

Selain itu, hal ini memungkinkan perekrutan alveolar yang lebih baik, meningkatkan area permukaan efektif yang tersedia di dalam paru-paru untuk difusi gas baik ke dan dari darah ke alveoli atau sebaliknya. 

Humidifikasi dan pemanasan udara inspirasi sangat penting dalam menciptakan sistem oksigenasi yang efektif. Terutama, ini karena faktor kenyamanan manusia. Kanula hidung aliran rendah tradisional meniupkan udara dingin dan kering langsung ke saluran hidung. Hal ini menyebabkan pengeringan mukosa, iritasi, epistaksis, dan retaknya barier jaringan. 

Pada HFNC pelembapan inline yang menyediakan udara yang dilembabkan dengan dan disesuaikan dengan suhu tubuh yang tidak mengiritasi mukosa, meningkatkan kenyamanan pasien. Kenyamanan yang meningkat mengarah pada kepatuhan yang lebih baik dan hasil terapi yang lebih baik.

Indikasi dan Aplikasi Klinis

Kanula hidung Aliran Tinggi (HNFC) digunakan dalam aplikasi klinis pada berbagai kondisi gangguan sistem pernapasan, antara lain:

• Gagal napas hipoksemia akut

• Gagal napas pasca operasi

• Gagal jantung akut/edema paru

• Gagal napas hiperkapnia, PPOK

• Oksigenasi sebelum dan sesudah ekstubasi

• Sleep Apnea obstruktif

• Oksigenasi Pra Intubasi

Keterbatasan HNFC

Seperti banyak intervensi medis lainnya, terdapat keterbatasan dan kekurangan pada kanula hidung aliran tinggi (HNFC), antara lain biaya perawatan yang relatif lebih mahal dibandingkan kanula hidung aliran rendah, peningkatan kompleksitas dan pelatihan untuk personil, penurunan mobilitas, risiko kebocoran udara dan hilangnya efek tekanan positif saluran napas. dan potensi untuk menunda intubasi. 

Selain itu, faktor risiko potensial untuk ventilasi non invasif berlaku sampai batas tertentu dalam penggunaan kanula hidung aliran tinggi juga, seperti pasien dengan penurunan kesadaran, cedera wajah, sekresi berlebihan dengan risiko aspirasi, dan ketidakstabilan hemodinamik. 

Kesimpulan

Terapi oksigen kanula hidung aliran tinggi (HNFC) telah terbukti menjadi alternatif intervensi klinis yang bermanfaat sebagai terapi oksigen konvensional untuk pasien dan tampaknya efektif untuk merawat pasien dengan gagal napas, infeksi pernapasan, dan penyakit saluran napas obstruktif, pasca-ekstubasi dan pra-intubasi. 

Namun, tekanan ekspirasi akhir positif sulit untuk diukur dalam kondisi ini karena sifat terapi HFNC yang non-invasif dan resiko kebocoran udara. 

Terlepas dari ketidakpastian ini, semakin banyak bukti menunjukkan bahwa terapi oksigen HFNC adalah modalitas pengobatan yang efektif untuk pengobatan dini pasien dewasa dengan kondisi kritis. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengkonfirmasi efek jangka panjang HFNC dan mengidentifikasi populasi pasien yang paling efektif untuk menerima terapi dan diuntungkan dengan metode ini.

Referensi:

1. Frank Lodeserto MD. 2018. High Flow Nasal Cannula (HFNC). Rebel Em.
2. Sharma S, Danckers M, Sanghavi D, et al. 2023. High Flow Nasal Cannula. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
3. Chidekel, A et al. 2012. The Effects of Gas Humidification with High-Flow Nasal Cannula on Cultured Human Airway Epithelial Cells. Pulmonary Medicine. 
4. Parke R et al. 2013. Pressures Delivered by Nasal High Flow Oxygen During all Phases of the Respiratory Cycle. Respiratory Care. 
5. Zhang J, Lin L, Pan K, Zhou J, Huang X. 2016.  High-flow nasal cannula therapy for adult patients. J Int Med Res.