La ventilazione meccanica non invasiva nel trattamento ... - Padis

Dipartimento di Scienze Cardiovascolari, Respiratorie, Nefrologiche e Geriatriche 

DOTTORATO DI RICERCA IN 

FISIOPATOLOGIA CARDIORESPIRATORIA 

Ciclo XXIV 

La ventilazione meccanica non invasiva nel trattamento della grave 

acidosi respiratoria acuta associata a BPCO riacutizzata: 

esistono dei fattori predittivi di successo? 

DOTTORANDO TUTORE DEL DOTTORANDO 

Dott.ssa Vittoria Conti Chiar.ma Prof.ssa Daniela Parola 

Anno Accademico 2010/2011 

DIRETTORE DELLA SCUOLA DI DOTTORATO 

Chiar.mo Prof. Francesco Fedele

INDICE 

1. La ventilazione meccanica non invasiva nel trattamento dell’insufficienza respiratoria acuta .............................. 1 

1.1 Introduzione e definizioni ............................................................................................................................................. 1 

1.2 Indicazioni alla NIV e utilizzo al di fuori dei reparti di Terapia Intensiva ...................................................................... 3 

2. La ventilazione meccanica non invasiva nell’insufficienza respiratoria acuta associata a Broncopneumopatia 

Cronica Ostruttiva riacutizzata ....................................................................................................................................... 7 

3. Elementi predittivi di successo o fallimento della ventilazione meccanica non invasiva ...................................... 14 

4. Studio clinico ................................................................................................................................................................. 24 

4.1 Introduzione e obiettivi dello studio ........................................................................................................................... 24 

4.2 Materiali e metodi ...................................................................................................................................................... 26 

4.2.1 Disegno dello studio, popolazione, criteri di inclusione e di esclusione ........................................................... 26 

4.2.2 Impostazioni e setting della NIV ....................................................................................................................... 27 

4.2.3 Raccolta dati ..................................................................................................................................................... 28 

4.2.4 Analisi statistica ................................................................................................................................................ 29 

4.3 Risultati ...................................................................................................................................................................... 30 

4.3.1 Analisi sull’intera popolazione .......................................................................................................................... 30 

4.3.2 Analisi limitata al sottogruppo di pazienti con pH START > 7.20 e ≤ 7.25 ....................................................... 41 

4.3.3 Analisi limitata al sottogruppo di pazienti con APACHE II > 20.5 ..................................................................... 43 

4.4 Discussione ............................................................................................................................................................... 45 

4.5 Conclusioni ................................................................................................................................................................ 50 

5. Bibliografia ..................................................................................................................................................................... 51 

6. Lista delle abbreviazioni ............................................................................................................................................... 60 

I

INDICE DELLE FIGURE E DELLE TABELLE 

Tabella 1. Controindicazioni alla NIV .................................................................................................................................... 12 

Figura 1. Il sistema APACHE II (Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II) per classificare la gravità di malattia, e 

il rischio di mortalità ospedaliera ........................................................................................................................................... 18 

Tabella 2. La Glasgow Coma Scale ...................................................................................................................................... 19 

Figura 2. Carte del rischio di fallimento della NIV nel trattamento dell’ARF associata a BPCO riacutizzata ........................ 21 

Figura 3. Principali fattori di rischio di successo/fallimento della NIV presi in considerazione dalla letteratura scientifica ... 22 

Tabella 3. Caratteristiche generali della popolazione in studio, parametri iniziali e loro evoluzione, numero di successi, e 

valutazione degli outcome considerati ................................................................................................................................... 31 

Figura 4. Evoluzione della pressione parziale di ossigeno nel sangue arterioso durante la NIV .......................................... 32 

Figura 5. Evoluzione della pressione parziale di anidride carbonica nel sangue arterioso durante la NIV ........................... 32 

Figura 6. Evoluzione del pH durante la NIV .......................................................................................................................... 33 

Tabella 4a. Analisi descrittiva e univariata per variabili quantitative, considerando l’intera popolazione in studio (n= 201) . 34 

Tabella 4b. Analisi descrittiva e univariata per variabili qualitative, considerando l’intera popolazione in studio (n= 201) ... 35 

Tabella 5. Coordinate della curva ROC per la variabile APACHE II...................................................................................... 36 

Tabella 6. Coordinate della curva ROC per la variabile pH START ...................................................................................... 37 

Figura 7. Curva ROC per la variabile APACHE II ................................................................................................................. 38 

Figura 8. Curva ROC per la variabile pH START ................................................................................................................. 38 

Tabella 7a. Modello di analisi multivariata ottenuto considerando l’outcome Failure/Success e inserendo l’APACHE II e il 

pH START come variabili quantitative ................................................................................................................................... 39 

Tabella 7b. Modello di analisi multivariata ottenuto considerando l’outcome Failure/Success e inserendo l’APACHE II 

come variabile quantitativa e il pH START dicotomizzato con cut-off 7.20 ............................................................................ 39 

Tabella 7c. Modello di analisi multivariata ottenuto considerando l’outcome Failure/Success e inserendo l’APACHE II 

dicotomizzato con cut-off 20.5 e il pH START come variabile quantitativa ............................................................................ 40 

Tabella 7d. Modello di analisi multivariata ottenuto considerando l’outcome Failure/Success e inserendo l’APACHE II 

come variabile quantitativa e il pH START dicotomizzato con cut-off 7.25 ............................................................................ 40 

Tabella 7e. Modello di analisi multivariata ottenuto considerando l’outcome Failure/Success e inserendo l’APACHE II e il 

pH START come variabili quantitative e in più il ΔPaO2 (NIV-START) .................................................................................. 41 

II

Tabella 8a. Analisi descrittiva e univariata per variabili quantitative, limitata al sottogruppo di pazienti con pH iniziale > 7.20 

e ≤ 7.25 (n= 42) ..................................................................................................................................................................... 42 

Tabella 8b. Analisi descrittiva e univariata per variabili qualitative, limitata al sottogruppo di pazienti con pH iniziale > 7.20 

e ≤ 7.25 (n= 42) ..................................................................................................................................................................... 42 

Tabella 9a. Modello di analisi multivariata limitata al sottogruppo di pazienti con pH START > 7.20 e ≤ 7.25 (n= 42), 

ottenuto considerando l’outcome Failure/Success e inserendo il ΔpH come variabile quantitativa ...................................... 43 

Tabella 9b. Modello di analisi multivariata limitata al sottogruppo di pazienti con pH START > 7.20 e ≤ 7.25 (n= 42), 

ottenuto considerando l’outcome Failure/Success e inserendo il ΔpH come variabile qualitativa ......................................... 43 

Tabella 10a. Analisi descrittiva e univariata per variabili quantitative, limitata al sottogruppo di pazienti con APACHE > 20.5 

(n= 99) .................................................................................................................................................................................... 44 

Tabella 10b. Analisi descrittiva e univariata per variabili qualitative, limitata al sottogruppo di pazienti con APACHE > 20.5 

(n= 99) .................................................................................................................................................................................... 45 

Tabella 11. Modello di analisi multivariata limitata al sottogruppo di pazienti con APACHE II > 20.5 (n= 99), ottenuto 

considerando l’outcome Failure/Success .............................................................................................................................. 45 

III

Conti V. – La ventilazione meccanica non invasiva nel trattamento della grave acidosi respiratoria acuta associata a BPCO riacutizzata: 


1. LA VENTILAZIONE MECCANICA NON INVASIVA 

NEL TRATTAMENTO DELL’INSUFFICIENZA RESPIRATORIA ACUTA 

1.1 INTRODUZIONE E DEFINIZIONI 

Alla fine degli anni ’80, quando si iniziò ad utilizzare la ventilazione meccanica non 

invasiva (Non Invasive Ventilation, NIV) nel trattamento di pazienti con insufficienza 

respiratoria acuta (Acute Respiratory Failure, ARF), come potenziale alternativa 

all’intubazione oro-tracheale (Endotracheal Intubation, ETI), in pochi avrebbero pensato 

che, nell’arco di soli 20 anni, questa tecnica sarebbe diventata un presidio terapeutico 

fondamentale in alcune forme di ARF [1, 2]. 

Le linee guida della British Thoracic Society (BTS) [3], così come quelle dell’American 

Thoracic Society (ATS) e dell’European Respiratory Society (ERS) [4], definiscono la NIV 

come quella particolare forma di ventilazione meccanica che fornisce un supporto 

ventilatorio (mediante una maschera, o un device similare), attraverso le alte vie aeree, e 

che quindi si distingue da quelle tecniche ventilatorie che bypassano le alte vie aeree 

grazie all’utilizzo di un tubo endotracheale, di una maschera laringea o di una 

tracheostomia; tali ultime tecniche sono pertanto definite invasive. 

Pur essendo altamente efficace e affidabile nel supportare la ventilazione alveolare, la 

ventilazione meccanica invasiva (Invasive Mechanical Ventilation, IMV), o convenzionale, 

si accompagna ad una serie di complicazioni, distinguibili in tre principali categorie: a) 

conseguenze dirette del processo di intubazione o dalla IMV; b) complicanze causate 

dalla perdita dei meccanismi di difesa delle vie aeree; c) fenomeni che insorgono dopo la 

rimozione del tubo endotracheale. 

Fanno parte della prima categoria l’inalazione di materiale gastrico, i traumi ai denti, 

all’ipofaringe, all’esofago, alla laringe e alla trachea, l’ipotensione, le aritmie, e il 

barotrauma, derivanti dal posizionamento del tubo endotracheale; la tracheotomia è 

invece associata ad un elevato rischio di emorragia, infezioni dello stoma, intubazione di 

una falsa via, mediastinite, e danno acuto a carico della trachea e delle strutture 

anatomiche circostanti, inclusi l’esofago e i grossi vasi. 

Fanno parte della seconda categoria quei fenomeni dovuti all’ingresso nelle basse vie 

aeree di microorganismi ed altri materiali, condotti proprio dal tubo endotracheale, con 

conseguenti colonizzazione batterica cronica, infiammazione e danno funzionale dei 

meccanismi difensivi delle ciglia. Questi fattori facilitano l’insorgenza di polmoniti 

nosocomiali, e sinusiti, soprattutto in pazienti immunocompromessi o affetti da 

comorbidità varie. L’inalazione di materiale gastrico e l’irritazione cronica rendono 

necessari frequenti aspirazioni endotracheali, conducendo ad una ulteriore irritazione 

1



della mucosa delle basse vie aeree, con conseguenti infiammazione, edema e aumentata 

produzione di muco. 

Fanno parte della terza categoria la raucedine, l’irritazione della gola, la tosse, la 

produzione di espettorato, l’emottisi, l’ostruzione delle vie aeree superiori causata da una 

disfunzione ad una o entrambe le corde vocali o da edema della laringe, la stenosi 

tracheale, tutti fenomeni che possono verificarsi dopo la rimozione del tubo 

endotracheale. 

Per queste ragioni, negli ultimi anni, nel tentativo di limitare queste complicazioni, l’uso 

della NIV si fatto largo nella gestione dei pazienti con ARF e broncopneumopatia cronica 

ostruttiva (BPCO) riacutizzata, nelle ICU, così come, più recentemente, nei reparti di 

degenza ordinaria. 

Evitando l’ETI, infatti, la NIV lascia integre le alte vie aeree, preservandone i meccanismi 

di difesa, e consentendo al paziente di comunicare con i familiari e/o il personale 

sanitario, di alimentarsi, di bere, di espettorare, di ricevere farmaci per via aerosolica, etc.; 

oltre a ridurre notevolmente il rischio di complicanze infettive, quindi, garantisce un miglior 

comfort per il paziente, con una spesa economica sostanzialmente ridotta. 

Inoltre, come già anticipato, il grande potenziale della NIV risiede nella possibilità trattare 

pazienti al di fuori delle ICU, purché siano disponibili le risorse necessarie a garantire 

adeguati assistenza infermieristica e supporto terapeutico respiratorio, consentendo ai 

caregivers di utilizzare in maniera più razionale i cosiddetti acute-care beds, e 

semplificando oltretutto la gestione domiciliare del paziente affetto da insufficienza 

respiratoria cronica. 

E’ fondamentale considerare in questo contesto tre importanti caratteristiche della NIV. La 

prima riguarda la ventilazione stessa. Il successo di questa tecnica è basato sulla 

capacità della ventilazione assistita (o della ventilazione sincronizzata) di migliorare la 

ventilazione alveolare aumentando il volume corrente (tidal volume, Vt). Le più diffuse 

modalità pressometriche in ambito di ventilazione non invasiva hanno la capacità di 

fornire un supporto ventilatorio in maniera sincronizzata con l’atto inspiratorio del 

paziente, cosa che determina un aumento del volume corrente e una conseguente 

riduzione dello sforzo effettuato dal paziente stesso [5]. La seconda caratteristica da 

tenere in considerazione è che si tratta nella maggior parte dei casi di una ventilazione 

intermittente: la NIV è solitamente somministrata per un periodo di tempo limitato nell’arco 

delle 24 ore (dalle 6 alle 12 ore), è raramente viene utilizzata come supporto ventilatorio 

continuo (in questi casi ovviamente la IMV diventerebbe più adatta); di conseguenza, 

anche in presenza di gravi forme di ipoventilazione, i pazienti vengono gestiti senza che la 

loro funzione respiratoria venga completamente sostituita dalla ventilazione meccanica, 

2



come avverrebbe in caso di anestesia o di grave compromissione del sistema nervoso 

centrale [6]. Il drive respiratorio di questi soggetti viene quindi preservato, e, anzi, 

continuamente stimolato, in modo da poter comunque sostenere periodi prolungati di 

attività respiratoria spontanea. Nello stesso tempo, però, il trattamento è in grado di 

ottenere una riduzione dello sforzo necessario. In ogni caso, quando la necessità del 

supporto ventilatorio diventa permanente, spesso la tolleranza alla maschera rappresenta 

un limite all’efficacia della NIV, ed è spesso causa di fallimento [6]. 

La terza caratteristica distintiva della NIV è l’utilizzo di una maschera (o di altro device) in 

alternativa al tubo endotracheale. Sebbene le maschere siano associate a specifici 

problemi come le perdite o una limitata tollerabilità da parte del paziente, esse hanno 

dimostrato di potersi sostituire all’ETI in maniera efficace e vantaggiosa configurando la 

NIV come trattamento di prima linea in alcune forme di ARF. 

1.2 INDICAZIONI ALLA NIV E UTILIZZO AL DI FUORI DEI REPARTI DI TERAPIA 

INTENSIVA 

Approfondendo i concetti introdotti nel paragrafo precedente, più di 10 anni fa, Girou e 

colleghi dimostrarono come, rispetto alla ETI, la NIV fosse associata a minori rischio di 

infezioni nosocomiali (incluse quelle del tratto urinario e quelle associate alla presenza di 

cateteri), uso di antibiotici, durata di ricovero in ICU, e tasso di mortalità [7]. Inoltre, come 

già anticipato, l’ETI è meno confortevole per il paziente, ed aumenta la necessità di 

sedazione ed analgesia, che a loro volta sono fattori indipendenti associati ad un ritardato 

svezzamento [8]. Durante la NIV, la necessità di fare ricorso alla sedazione è solitamente 

minore rispetto a quanto avviane con la IMV; in questo modo il paziente può respirare 

spontaneamente, e trascorre meno tempo nei reparti di terapia intensiva (Intensive Care 

Units, ICUs) [9]. 

La NIV può essere applicata in vari disordini clinici che conducono ad ARF, ma il suo 

successo terapeutico, come avremo modo di spiegare ampiamente in avanti a proposito 

della BPCO, dipende non solo dalla diagnosi di ARF, e dalle caratteristiche del paziente, 

ma anche da quanto precoce è l’inizio della NIV stessa [10], e dal setting nella quale è 

applicata [11, 12]. 

Analogamente a quanto è stato dimostrato a proposito dei pazienti affetti da ARF 

associata a BPCO riacutizzata (vedi capitolo successivo), in generale in tutte le forme di 

ARF nelle quali esista una indicazione all’utilizzo della NIV, l’aspetto più cruciale è 

rappresentato dall’individuazione di un corretto timing: le linee guida ne raccomandano 

l’applicazione precoce, in quanto la possibilità di un trattamento efficace viene meno se 

l’inizio del supporto ventilatorio viene ritardato, e la patologia sottostante che ha 

3



determinato l’insorgere della ARF può evolvere rapidamente. D’altra parte, la NIV può 

essere applicata troppo precocemente, ossia quando le condizioni cliniche del paziente 

non sono così gravi e non vi è necessità di supporto ventilatorio, cosicché è più probabile 

che il paziente stesso non tolleri la NIV, anziché giovarne [13]. Di conseguenza diviene di 

cruciale importanza il giudizio clinico. Nella pratica clinica spesso individua un chiaro 

segno clinico della necessità di applicare la NIV di fronte ad un aumento della dispnea e 

del lavoro respiratorio (indicato da un evidente utilizzo dei muscoli respiratori accessori). 

Un altro fondamentale vantaggio dell’uso precoce della NIV, ossia in condizioni cliniche 

non critiche, sta nella possibilità, come già accennato, di essere applicata al di fuori delle 

ICU [12], chiaramente in reparti dotati di adeguate risorse e di personale sanitario in 

possesso delle necessarie competenze [12, 14]. Citando Elliott et al. [11], “Staff training 

and experience is more important than location”. 

Nel 2005 un lavoro italiano ha esaminato le possibili applicazioni della NIV nel trattamento 

dell’ARF, in un setting particolare come può essere un Pronto Soccorso (Emergency 

Room, ER) ospedaliero [15]: su 190 pazienti trattati, 69 erano affetti da edema polmonare 

acuto (EPA), 37 da BPCO in fase di riacutizzazione, 11 da EPA + BPCO, 26 da 

polmonite, 20 da polmonite e BPCO riacutizzata, 6 da sindrome da ipoventilazione 

alveolare associata a obesità, i restanti da altri tipi di condizioni patologiche. La NIV è 

stata ben tollerata, e ha evitato l’ETI nel 60.5% dei casi; il tasso di mortalità intra- 

ospedaliera è stato pari a 27.4%, la durata media di degenza in ER è stata di 6 giorni, 

quella di ricovero ospedaliero 15 giorni; il tasso di ETI 6.5%. 

I pazienti affetti da acidosi respiratoria acuta associata a BPCO in corso di riacutizzazione 

sono coloro che secondo la letteratura scientifica mostrano i migliori risultati quando 

sottoposti a NIV [1]. Affronteremo l’argomento in maniera più esaustiva nel capitolo 

successivo. In questa sede ci basti citare un importante trial multicentrico pubblicato su 

Lancet più di 10 anni fa [16], nel quale Plant e collaboratori hanno osservato come nei 

pazienti con BPCO riacutizzata e acidosi respiratoria lieve il trattamento con NIV in reparti 

ordinari sia associato a tassi di mortalità e di ETI inferiori rispetto alla sola terapia medica; 

nei soggetti affetti invece da acidosi respiratoria moderata (pH < 7.30), tali indici non 

differiscono significativamente tra i due trattamenti. Gli autori concludevano quindi 

ipotizzando che gli individui più grave acidosi respiratoria possono andare incontro a 

migliori risultati quando trattati in ICU, piuttosto che in reparti ordinari di Pneumologia. 

Analoghe osservazioni sono state fatte da Nava e Hill nel 2009 [1]. 

Per quanto riguarda le altre indicazioni all’utilizzo della NIV, essa (CPAP - Continous 

Positive Airway Pressure - inclusa) è stata e viene routinariamente applicata con 

successo nel trattamento dei pazienti affetti da ARF associata a edema polmonare acuto 

4



cardiogeno (EPA). Numerose meta-analisi hanno osservato che la NIV (CPAP inclusa) è 

più efficace rispetto alla sola terapia medica standard nel ridurre il tasso di ETI [17-19]; le 

stesse meta-analisi, quando hanno confrontato la NIV con la CPAP, nel trattamento di 

questo tipo di soggetti, hanno messo in evidenza che i tassi di mortalità e di ETI non 

differiscono significativamente, sebbene alcuni autori abbiano osservato un più rapido 

miglioramento degli indici di dispnea, dell’ossigenazione, e della PaCO2 con la NIV 

rispetto alla CPAP [17-19]. Nonostante questo la CPAP rimane il trattamento ventilatorio 

di prima scelta nei pazienti affetti da EPA che non sono ipercapnici [20]. 

I grossi interventi chirurgici addominali e/o toracici spesso vengono complicati da una 

ARF post-chirurgica che spesso può essere fatale è [1]. Solitamente si tratta di fenomeni 

associati alla formazione di aree atelettasiche nel parenchima polmonare, cosa che 

espone i pazienti ad un aumentato rischio di sovra-infezioni e polmoniti. Alcuni trials clinici 

hanno mostrato come la CPAP e la NIV siano in grado di ridurre l’atelettasia e prevenire 

le complicanze pneumoniche meglio della sola terapia medica, dopo interventi di chirurgia 

addominale, e migliorare gli scambi gassosi [21, 22]; inoltre l’utilizzo a scopo preventivo, 

una settimana prima [23], o immediatamente dopo un intervento chirurgico toracico [24], 

cardiaco [25] o vascolare [26], può ridurre la perdita di volume polmonare e la formazione 

di atelettasie, semplificando il recupero funzionale. Inoltre, l’uso della NIV nel trattamento 

della ARF precoce dopo un intervento di resezione polmonare sembra migliorare la 

sopravvivenza [27]. 

Nei pazienti immunocompromessi, l’insorgenza di ARF è spesso il segnale negativo 

dell’instaurarsi di una fase terminale della malattia sottostante, con ridotti tempi di 

sopravvivenza medi e spesso con associati elevati costi dovuti alla necessità di ricovero in 

ICU. Attualmente in alcuni centri è diventato routinario l’uso della NIV (CPAP inclusa) nel 

trattamento di questi pazienti direttamente nei reparti ordinari di ematologia, per evitare o 

prevenire il trasferimento in ICU [28]. 

L’obesità, con l’ipoventilazione cronica cui è spesso associata, può condurre ad episodi di 

acidosi respiratoria acuta durante una riacutizzazione. In questo tipo di situazioni la NIV si 

è dimostrata efficace nel migliorare l’ipoventilazione alveolare e nell’evitare il ricorso 

all’ETI [29, 30]. 

Per quanto riguarda invece i pazienti con gravi e irreversibili malattie croniche, essi 

spesso rappresentano un delicato problema clinico ed etico quando vanno incontro a 

episodi di ARF, in quanto in questi casi il ricorso all’ETI e alla IMV rappresenta un presidio 

terapeutico quanto meno inappropriato proprio per la natura terminale della malattia. La 

NIV può rappresentare un utile compromesso, per la sua non invasività e per la possibilità 

di alleviare i sintomi ed in alcuni casi prolungare la sopravvivenza [31]. Allo stesso modo, 

5



nei pazienti con ARF che hanno espresso la volontà di non essere sottoposti a ETI (do- 

not-intubate), che sono stati trattati con NIV, è stato osservato un tasso di sopravvivenza 

a breve termine del 50% circa [32, 33]. In questi casi la variabile più importante nel 

determinare la sopravvivenza era la patologia sottostante: i pazienti con insufficienza 

cardiaca congestizia mostravano tassi di sopravvivenza migliori rispetto agli individui 

affetti da BPCO, polmoniti o neoplasie. Inoltre, diversi lavori hanno messo in evidenza 

l’efficacia della NIV quando è utilizzata a scopo palliativo, per alleviare i sintomi di distress 

respiratorio [34-36]. In particolare la NIV, rispetto alla sola ossigenoterapia, si è mostrata 

più efficace nel ridurre i sintomi di fatica respiratoria, e nel limitare la necessità di morfina 

in questo tipo di pazienti [36]. 

Due studi clinici randomizzati controllati (randomized controlled trials, RCTs) hanno 

valutato l’uso della NIV nel trattamento delle gravi forme di asma, non potenzialmente 

fatali, prima dello sviluppo di ARF [37, 38]. Entrambi i lavori hanno dimostrato che la 

possibilità di applicare la NIV debba essere presa in considerazione nel trattamento 

dell’asma acuto che non risponda alla terapia medica, per prevenire l’ARF; se però questa 

tecnica possa essere efficace nell’ARF manifesta in pazienti con gravi forme acute di 

asma, è ancora oggetto di valutazione. 

Un ultimo sottogruppo di pazienti nei quali è stato preso in considerazione l’utilizzo della 

NIV è costituito da quegli individui, affetti da compromissione del sistema immunitario, 

polmoniti, fibrosi polmonare, o diatesi emorragiche, che sono ad alto rischio di sviluppare 

forme acute di grave insufficienza respiratoria durante procedure di endoscopia toracica 

(p. es. broncoscopia a fibre ottiche); qualche anno fa, due studi clinici hanno messo in 

evidenza come la NIV possa migliorare gli scambi gassosi, e riduca il tasso di grave 

insufficienza respiratoria associata a broncoscopia, nei pazienti con ipossiemia severa 

[39, 40]. 

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2. LA VENTILAZIONE MECCANICA NON INVASIVA 

NELL’INSUFFICIENZA RESPIRATORIA ACUTA ASSOCIATA A 

BRONCOPNEUMOPATIA CRONICA OSTRUTTIVA RIACUTIZZATA 

Le riacutizzazioni della BPCO sono una causa frequente di ricovero ospedaliero, in reparti 

di degenza ordinaria, così come, nei casi più critici, in ICU. Secondo la letteratura 

scientifica il tasso di mortalità intra-ospedaliera dei pazienti affetti da insufficienza 

respiratoria acuta associata a BPCO riacutizzata, è compreso tra 1/5 e 1/3 [41-47]. 

In queste sindromi, una compromissione importante degli scambi gassosi, è 

accompagnata da un progressivo peggioramento delle condizioni cliniche del paziente, 

caratterizzate da un pattern respiratorio rapido e superficiale, dispnea severa, e nella 

maggior parte dei casi insufficienza cardiaca destra e sofferenza cerebrale [6, 48]. Il 

sottostrato fisiopatologico di questi elementi clinici è l’incapacità del sistema torace- 

polmoni di mantenere un’adeguata ventilazione alveolare, a causa di importanti alterazioni 

della meccanica respiratoria. La conseguenza di ciò è l’insorgenza di ipercapnia, acidosi 

ed ipossiemia, che conducono al deterioramento delle funzioni cardiovascolare e 

neurologica [6]. 

L’origine di questi fenomeni risiede probabilmente nella progressiva riduzione del tempo 

inspiratorio (che viene ‘sacrificato’ in virtù della necessità del paziente di allungare il 

tempo espiratorio), che conduce sia ad una riduzione del volume corrente, sia ad un 

aumento della frequenza respiratoria. Poiché questo è associato (o secondario) ad un 

aumento del lavoro respiratorio, la terapia deve necessariamente essere finalizzata ad 

una riduzione del carico di lavoro a cui sono sottoposti i muscoli respiratori. 

Sfortunatamente la possibilità che la terapia medica da sola possa risolvere una severa 

insufficienza respiratoria globale è limitata. Quando, infatti, l’ipoventilazione alveolare 

diventa così marcata da determinare la disfunzione di diversi organi e apparati, non c’è 

altra scelta che fornire un supporto meccanico “artificiale” alla ventilazione, per evitare un 

esito fatale. Come anticipato nel capitolo precedente, l’approccio tradizionale negli anni ha 

visto come protagonista l’utilizzo dell’ETI e della IMV [5], fino a circa la fine degli anni ’80, 

quando, per le ragioni già diffusamente esaminate in precedenza, la NIV, è diventata un 

presidio terapeutico di prima scelta in casi selezionati [48]. A rendere strategico l’utilizzo 

della NIV nella BPCO riacutizzata associata a ARF ipercapnica, anche le grosse difficoltà 

che abitualmente si incontrano nello svezzare questo tipo di pazienti dalla IMV [48-50]. 

I primi studi che hanno valutato l’efficacia della NIV nell’ARF associata a BPCO 

riacutizzata risalgono alla fine degli anni ’80 e agli inizi degli anni ’90, e hanno confrontato 

questa strategia terapeutica con la terapia medica standard e/o con la ETI associata a 

7



IMV, con risultati il più delle volte contrastanti [44, 51, 52]. Va ovviamente considerato 

che questi primi lavori non erano randomizzati, e che pertanto le osservazioni derivate 

avevano significato più nell’ottica di una evoluzione dei tempi che nel raggiungimento o 

meno di una indicazione terapeutica definita. 

Nel 2003 il British Medical Journal pubblica una Cochrane Review e una meta-analisi [46] 

che include 8 RCTs [13, 16, 42, 43, 53-56] con periodi di studio di diversa durata che 

avevano valutato l’efficacia della NIV rispetto alla terapia medica convenzionale, ossia 

ossigenoterapia, antibiotici, broncodilatatori, steroidi, ed altri eventuali trattamenti come 

diuretici e metilxantine, nel trattamento dell’ARF associata a BPCO riacutizzata. Gli 

outcome principali valutati sono stati: mortalità, necessità di ETI, intolleranza al 

trattamento (tutti indici di fallimento del trattamento stesso). Considerati 

complessivamente, i risultati hanno mostrato in maniera chiara come la NIV 

determinasse, rispetto alla terapia medica standard, un minor rischio di fallimento 

terapeutico; la NIV inoltre era associata ad una minore mortalità, e ad un tasso di ETI più 

che dimezzato: ogni 5 pazienti trattati con NIV, per uno veniva evitata l’intubazione. Non è 

tutto: alla NIV corrispondeva un minor numero di complicazioni legate al trattamento, e 

una durata di ricovero inferiore, un significativo miglioramento degli scambi gassosi, in 

termini di PaCO2, PaO2 e pH, ed una altrettanto significativa riduzione della frequenza 

respiratoria. 

In uno dei citati studi [42], inoltre, gli autori hanno messo a confronto la NIV con un 

approccio ventilatorio di tipo invasivo, dove la IMV veniva attuata dopo il fallimento della 

terapia medica standard: il tasso di mortalità nel gruppo di pazienti sottoposti a IMV (30%) 

era comparabile a quello degli individui nei quali era stata somministrata la NIV, e che alla 

fine erano stati sottoposti a ETI a causa del fallimento della stessa (25%), ma, poiché il 

numero dei soggetti intubati era notevolmente inferiore a quello dei pazienti sottoposti a 

NIV, la mortalità complessiva nel gruppo NIV scendeva al di sotto del 10%. 

Successivamente, nel 2008, l’Indian Journal of Anesthesia pubblica un lavoro condotto su 

una popolazione di 72 individui affetti da ARF associata a BPCO riacutizzata [57], 

dimostrando che la NIV, rispetto alla IMV, è associata a: a) minor durata della ventilazione 

meccanica (102 vs 187 ore); b) minor durata di degenza in ICU (127 vs 233 ore); ridotto 

tasso di ETI, rispetto alla necessità di re-intubazione dei pazienti sottoposti a IMV (16 casi 

vs 34); inferiore numero di casi di polmonite nosocomiale (2 vs 18). 

In uno degli studi più ampi in materia (n=236) [16], un RCT multicentrico che ha valutato 

l’utilizzo della NIV nel trattamento della riacutizzazione di BPCO, in confronto con la 

terapia medica standard, in 13 reparti di degenza ordinaria (e non ICU, quindi), il 

fallimento terapeutico, definito come la necessità di ETI, risultava ridotto dal 27% al 15% 

8



nei pazienti sottoposti a NIV; il tasso di mortalità, inoltre, scendeva dal 20% al 10%. Una 

ulteriore analisi mostrava che nei pazienti con pH iniziale ≥ 7.30 la NIV risultava altamente 

efficace nel ridurre il tasso di fallimento terapeutico, mentre negli individui con pH iniziale 

< 7.30 l’outcome era peggiore rispetto a quanto valutato da altri lavori realizzati in ICU. 

Da questo studio, e da lavori che hanno fatto analoghe osservazioni, è emerso come la 

NIV debba essere considerata il trattamento ventilatorio di prima scelta nei pazienti affetti 

da BPCO e acidosi respiratoria da lieve a moderata, e possa essere agevolmente 

applicata al di fuori delle terapie intensive, in aree adeguatamente monitorizzate e dotate 

di staff sanitario in possesso delle necessarie abilità tecniche [3, 11, 12, 16, 46, 48, 58, 

59]. 

Successivamente, nel 2002, Conti et al. [60] disegnano un trial randomizzato per 

confrontare in termini di efficacia la NIV con la IMV, nei pazienti affetti da BPCO in fase di 

riacutizzazione, nei quali la terapia medica standard e l’ossigenoterapia si sono mostrate 

fallimentari: in entrambi i gruppi i risultati mostrano un miglioramento significativo degli 

scambi gassosi, associato a simili durata di ricovero, frequenza di complicazioni, mortalità 

in ICU, e mortalità intra-ospedaliera. La cosa interessante, però, è che in un ampio 

sottogruppo di soggetti sottoposti a NIV (48%) è stata evitata l’ETI; inoltre, nel gruppo 

NIV, un numero minore di pazienti ha avuto necessità di un ulteriore ricovero nei 12 mesi 

successivi alla dimissione. 

Traendo delle deduzioni conclusive dalle osservazioni fin qui fatte, si può quindi dire che 

la NIV ha mostrato migliori risultati nel trattamento dei pazienti con BPCO riacutizzata 

affetti da ARF ipercapnica, rispetto alla sola terapia medica e alla ETI associata a IMV 

quando utilizzata come trattamento di seconda linea. A tal proposito, nel 2000 Brochard 

propone su Thorax [6] una sorta di approccio terapeutico a tappe nella gestione di questi 

pazienti, caratterizzato da tre interventi complementari: il primo passo vede come 

protagonista la terapia medica associata ad un controllo ottimale dell’ossigenoterapia [61]; 

il secondo step prevede l’utilizzo precoce della NIV al fine di prevenire un ulteriore 

peggioramento clinico: quanto presto questo tipo di trattamento debba essere intrapreso è 

argomento di dibattito da diversi anni, e la decisione, almeno dal punto di vista teorico, 

non dovrebbe essere basata su parametri meramente ed esclusivamente quantitativi. Il 

già citato lavoro di Plant e coautori [16], offrirebbe forti elementi a sostegno dell’ipotesi 

che quanto più precoce è l’inizio della NIV (non appena i pazienti sviluppano acidosi 

respiratoria scompensata, con pH ≤ 7.35, ed aumento della PaCO2), tanto maggiori sono 

le possibilità di un risultato favorevole. 

A smentire questa teoria un lavoro piuttosto datato (1996) [13] che ha valutato un gruppo 

di 24 pazienti affetti da BPCO in fase di riacutizzazione e acidosi respiratoria 

9



scompensata lieve (pH 7.33 ± 0.01, PaCO2 45 ± 1.5 mmHg circa), di cui 10 sono stati 

trattati con sola terapia medica ottimale ed ossigenoterapia, e 14 (di cui 4 alla fine esclusi 

dall’analisi per mancata compliance) sottoposti anche a NIV. Tutti i pazienti sono stai 

dimessi, e per nessuno di essi durante il ricovero si è resa necessaria l’ETI con associata 

IMV; la durata di degenza è stata simile nei due gruppi; gli indici di gas exchange e di 

ostruzione bronchiale sono migliorati significativamente in entrambi i casi. 

C’è da considerare che in quest’ultimo lavoro la popolazione in studio è effettivamente 

troppo limitata, mentre lo studio di Plant rimane ancora caratterizzato da un ottimo potere 

statistico, anche quando confrontato con articoli più recenti. 

Più recentemente, Crummy e collaboratori [62] approfondiscono la questione del valore di 

pH iniziale da utilizzare come surrogato della precocità (pH lievemente acido) o della 

eventuale tardività (pH severamente scompensato) dell’approccio di questi pazienti con 

NIV, dimostrando come nei pazienti con BPCO riacutizzata e con pH iniziale < 7.25, 

quando confrontati con soggetti con pH iniziale compreso tra 7.25 e 7.34, si ottengono 

analoghi risultati in termini di: durata della NIV, tempo impiegato per normalizzare il pH e 

la PaCO2 e durata del ricovero, e tasso di fallimento della NIV. 

Su un piano leggermente diverso si pongono Squadrone e collaboratori [63] che, 

analizzando una popolazione di 64 pazienti affetti da BPCO e ARF, con pH iniziale ≤ 

7.25, e sottoposti a NIV, osservano come la NIV stessa abbia, rispetto alla ETI associata 

a IMV, un tasso di fallimento elevato, e non determini differenze significative nel tasso di 

mortalità, nella durata della ventilazione meccanica, nella durata di ricovero in ICU, e di 

degenza post-ICU. Nonostante questo, la NIV risulta associata a un minor numero di 

complicazioni, a un più rapido processo di svezzamento dalla ventilazione meccanica. 

L’argomento è particolarmente spinoso, e verrà approfondito in maniera esaustiva nel 

successivo capitolo. 

Continuando su questa linea, tre lavori italiani pubblicati tra il 1993 e il 2000 [50, 64, 65] 

dimostrano come l’outcome a lungo termine (e, quindi, non più soltanto quello riguardante 

il tasso di sopravvivenza nell’immediato) dei pazienti trattati con NIV, è migliore rispetto 

agli individui trattati con terapia medica e/o ETI. In particolare Confalonieri e collaboratori 

nel 1996 [64] pubblicano uno studio che ha messo in evidenza come in un gruppo di 

soggetti affetti da ARF e BPCO in fase di riacutizzazione, coloro che venivano trattati 

precocemente con NIV (rispetto al trattamento convenzionale, ossia ossigeno, terapia 

medica standard, ed eventualmente ETI associata a IMV, se necessario) mostravano i 

seguenti risultati: a) miglioramento più rapido dal punto di vista emogasanalitico; b) 

migliori pH e frequenza respiratoria (FR) alla dimissione; c) minor tasso di ETI; d) minore 

durata di ricovero; e) minore numero e durata di episodi successivi di riacutizzazione nel 

10



periodo di follow up (1 anno); f) migliore tasso di sopravvivenza nei 12 mesi successivi 

alla dimissione. 

Un analogo studio, pubblicato da Bardi e collaboratori nel 2000 [65], mostra risultati 

equivalenti, su pazienti con caratteristiche similari: migliore tasso di sopravvivenza a 3, 6, 

e 12 mesi e inferiore numero di ricoveri nel periodo di follow up a un anno nei pazienti 

sottoposti a NIV rispetto a quelli trattati con terapia medica convenzionale. Analoghi 

risultati, come abbiamo avuto modo di sottolineare, ha mostrato Conti, nel già citato lavoro 

pubblicato su Intensive Care Medicine nel 2002 [60]. 

Ritornando al discorso originario, delle tre tappe che Brochard [6] prevede nella gestione 

dei pazienti affetti da BPCO in fase di riacutizzazione associata ad ARF, la terza ed ultima 

riguarda l’approccio più invasivo, e quindi l’ETI e la IMV, in quei pazienti nei quali la NIV è 

controindicata, in quelli nei quali la NIV si è mostrata fallimentare, e in quelli, invece, nei 

quali c’è una immediata iniziale indicazione alla IMV (Tabella 1, pag. 12). 

Nell’ambito delle controindicazioni all’applicazione della NIV, uno degli elementi più 

importanti è stato rappresentato negli anni dalla presenza di un alterato livello di 

coscienza, in quanto limite alla collaborazione del paziente e al suo adattamento alla NIV 

stessa. A smentire questo postulato un lavoro pubblicato su Chest nel 2005 [66], che ha 

mostrato come nei soggetti affetti da ARF e BPCO in fase di riacutizzazione, in presenza 

di lievi alterazioni dello stato di coscienza (indicati da valori di indice Kelly ≤ 3), la NIV 

possa essere applicata con successo; il tasso di fallimento in presenza di valori di Kelly > 

3 è più elevato, anche se inferiore a quanto si potrebbe prevedere, cosicché un iniziale e 

cauto tentativo con un ciclo di NIV possa essere preso in considerazione anche in 

quest’ultimo sottogruppo di pazienti. 

La gestione dei pazienti sottoposti a IMV è diventata decisamente meno problematica 

negli ultimi 20-25 anni, grazie alla migliore comprensione della fase dello svezzamento 

[49, 50, 67], e all’uso della NIV per abbreviare la durata della IMV [68-70]. 

Nel 2011 una interessante review ha evidenziato come l’applicazione della NIV nella fase 

di svezzamento dalla IMV abbia mostrato benefici oggettivi nel prevenire l’insorgenza di 

ARF post-estubazione in diverse condizioni: a) tentativo precedente di svezzamento 

fallimentare; b) insufficienza cardiaca cronica; c) ipercapnia successiva all’estubazione; d) 

coesistenza di più di una comorbidità; e) APACHE II (Acute Physiology and Chronic 

Health Evaluation II) > 12; f) tosse inefficace; g) età > 65 anni; h) obesità [71]. 

Diversamente, quando la NIV viene utilizzata in alternativa alla re-intubazione durante la 

fase di svezzamento in pazienti che nei quali sia fallito un tentativo di respiro spontaneo, i 

risultati più evidenti sono stati osservati nella BPCO, in termini di riduzione della durata 

11



della ventilazione meccanica, della necessità di tracheostomia, dell’incidenza di polmonite 

e shock settico, e della mortalità a 90 giorni [71, 72]. 

BTS (2002) [3] ATS/ERS (2000-2001) [4] NAVA S. et al. (2009) [1] 

Facial trauma/burns Cardiac or respiratory arrest 

Recent facial, upper airway, 

or upper gastrointestinal 

tract surgery * 

Fixed obstruction of the 

upper airway 

Inability to protect airway * 

Life threatening hypoxaemia 

* 

Severe encephalopathy (e.g., 

GCS < 10 **) 

Severe upper gastrointestinal 

bleeding 

Hemodynamic instability 

or unstable cardiac arrhythmia 

Facial surgery, trauma, or 

deformity 

ABSOLUTE 

RELATIVE 

Respiratory arrest 

Unable to fit mask 

Medically unstable— 

hypotensive shock, 

uncontrolled cardiac 

ischaemia or arrhythmia, 

uncontrolled copious upper 

gastrointestinal bleeding 

Agitated, uncooperative 

Unable to protect airway 

Haemodynamic instability * Upper airway obstruction Swallowing impairment 

Severe co-morbidity * 

Impaired consciousness * 

Inability to cooperate/protect 

the airway 

Inability to clear respiratory 

secretions 

Confusion/agitation * High risk for aspiration 

Vomiting 

Bowel obstruction * 

Copious respiratory 

secretions * 

Focal consolidation on chest 

radiograph * 

Undrained pneumothorax * 

Excessive secretions not 

managed by secretion 

clearance techniques 

Multiple (ie, two or more) 

organ failure 

Recent upper airway or upper 

gastrointestinal surgery 

* NIV may be used, despite the presence of these contraindications, if it is to 

be the “ceiling” of treatment [3] 

** GCS: Glasgow Coma Scale 

Tabella 1. Controindicazioni alla NIV. Modificato da [1], [3] e [4]. 

Questo approccio graduale a step è ormai diventato routinario nella gestione di questa 

tipologia di pazienti. Ciò che negli ultimi anni ci si è chiesto con sempre maggiore 

frequenza è se la NIV sia una tecnica terapeutica facilmente applicabile in un reparto 

12



ordinario (ossia non in ICU). In qualunque momento la NIV rappresenti una scelta di 

trattamento, è infatti necessario che alle spalle vi sia un adeguato training specifico, come 

sottolineato chiaramente da diversi lavori [11, 14, 16]. Questo discorso è chiaramente 

valido in qualunque tipologia di setting, in un reparto di emergenza (il Pronto Soccorso), 

così come in una ICU, o in un reparto ordinario. Di conseguenza, è essenziale un 

approccio specifico per massimizzare l’efficacia della ventilazione, ridurre le perdite, e 

consentire al paziente di capire, accettare, e tollerare la ventilazione. 

Quanto più precocemente la NIV viene applicata, tanto più semplice sarà la realizzazione 

di questi principi. I pazienti più gravi richiedono infatti un monitoraggio attento e continuo, 

che spesso può essere garantito solo in centri altamente specializzati. Chiaramente la 

soluzione non è univoca. L’organizzazione locale spesso dipende dalle risorse e dal 

numero di posti letto disponibili. 

Tuttavia più di dieci anni fa Brochard sosteneva con molta enfasi che, poiché la 

prospettiva a lungo termine dei pazienti affetti da BPCO e insufficienza respiratoria era 

(ed è tuttora) ancora negativa, era strategico massimizzare la NIV in termini di attuabilità, 

con il fine di migliorare innanzitutto la prognosi a breve termine di questi soggetti, così da 

poter incidere, fiduciosamente, sull’outcome a lungo termine [6]. 

Tuttavia, a distanza di anni, sono ancora molti gli aspetti che è necessario chiarire in 

merito. 

13



3. ELEMENTI PREDITTIVI DI SUCCESSO O FALLIMENTO 

DELLA VENTILAZIONE MECCANICA NON INVASIVA 

Nei capitoli precedenti abbiamo diffusamente sottolineato come a partire dalla fine degli 

anni ’80 la NIV sia diventata un presidio terapeutico essenziale nel trattamento dell’ARF e 

nello svezzamento dalla IMV, in selezionate categorie di pazienti, primi tra tutti coloro che 

sono affetti da BPCO in fase di riacutizzazione. Essa è in grado di ridurre non solo la 

necessità di ETI, e le complicazioni ad essa associate (lesioni delle vie aeree, polmoniti, 

etc.), ma anche gli inconvenienti riconducibili ai prolungati ricoveri in ICU e in generale 

alle lunghe degenze ospedaliere, e infine, cosa più importante, la mortalità di questi 

pazienti. 

Nonostante queste premesse, l’applicazione della NIV è molto lontana dall’essere 

associata ad un tasso di successo del 100%; la letteratura scientifica degli ultimi anni 

fornisce dati che parlano di tassi di fallimento oscillanti dal 5% al 50% [42, 43, 53, 54, 73- 

79], a seconda dell’eziologia e della gravità dell’ARF. 

Come già evidenziato precedentemente, per fallimento della NIV bisogna intendere: a) 

necessità di ricorrere all’intubazione oro-tracheale per un mancato miglioramento degli 

scambi gassosi dopo poche ore di ventilazione (generalmente da 1 a 3); b) progressivo 

peggioramento clinico con conseguente ricorso a ETI; c) morte. 

A questo proposito, le già citate linee guida ATS/ERS e BTS sull’utilizzo della NIV nel 

trattamento dell’ARF, raccomandano con estrema chiarezza di non applicare la NIV come 

sostituto dell’ETI e dalla IMV, in quei casi in cui queste ultime sono evidentemente più 

appropriate [3, 4]. Questo concetto ha una serie di importanti implicazioni: se da un lato la 

NIV è diventata negli anni un presidio terapeutico ampiamente accessibile ai reparti di 

degenza ordinaria, diventa cruciale avere la possibilità di identificare a priori gli individui 

nei quali la NIV ha elevate probabilità di fallire, in maniera tale da decidere di gestire 

questi pazienti in reparti attrezzati (come le ICU), dove sia rapidamente e facilmente 

disponibile la IMV. La mancata possibilità di fare questo tipo di previsione può condurre 

ad un irreparabile ritardo nella procedura di intubazione, con conseguenti peggioramento 

clinico, ed aumentate morbidità e mortalità [74, 76, 80]. 

La possibilità di individuare popolazioni a rischio elevato è quindi cruciale nel determinare 

SE, QUANDO e DOVE applicare la NIV. 

Questo tema è stato ampiamente studiato negli ultimi anni, in diversi studi mono- o 

multicentrici, i cui risultati sono stati talvolta contrastanti; i primi, e più diffusamente citati, 

fattori ritenuti in grado di prevedere l’efficacia o meno della NIV, sono rappresentati dalla 

risposta del pH durante la prima ora di ventilazione e dalle condizioni cliniche dei pazienti 

14



prima dell’inizio della NIV [41, 73]. In particolare, già 20 anni fa, Chest pubblicava un 

lavoro condotto su 18 pazienti [73], di cui 13 affetti da BPCO, dimostrando come, pur nella 

limitata dimensione numerica della popolazione in studio, il calo della PaCO2, e il 

contestuale aumento del pH nella prima ora di ventilazione, fossero associati 

positivamente con il successo della NIV. Non è tutto. Nel 2001 Plant e collaboratori [41] 

dimostravano come, se da un lato la riduzione della PaCO2 e della frequenza respiratoria 

dopo 4 ore di ventilazione siano associati positivamente al successo, dall’altro il pH e la 

PaCO2 iniziali siano in grado di predire il fallimento del trattamento. 

D’altra parte, è stato anche osservato che, nonostante un iniziale miglioramento negli 

scambi gassosi e nelle condizioni cliniche, sembra esistere un particolare sottogruppo di 

pazienti destinati a peggiorare e morire, o ad essere intubati, giorni dopo l’applicazione 

della NIV. Brochard e collaboratori [43] hanno dimostrato come circa il 15% dei pazienti 

con ARF e BPCO riacutizzata valutati nel loro studio, trattati con NIV inizialmente con 

successo, necessitavano di essere sottoposti a ETI, dopo almeno 48 ore. 

Allo stesso modo in un ampio studio prospettico Meduri e collaboratori [81] sottolineano 

che in una popolazione di individui affetti da ARF da varie cause, il 28% di coloro che 

inizialmente ‘rispondono’ alla NIV, sono destinati ad essere sottoposti ad ETI più di 48 ore 

dopo: il tasso di mortalità di questo particolare sottogruppo di pazienti supera il 20%. 

Per questo particolare fenomeno, le cui cause non attualmente ancora oggetto di studio, 

Moretti nel 2000 utilizza il termine “late NIMV failure” (NIMV: Non Invasive Mechanical 

Ventilation) [75]; in uno studio multicentrico ha valutato 137 pazienti affetti da ARF 

ipercapnica sottoposti a NIV, osservando come il 22.75% dei pazienti andava incontro, 

nonostante un significativo miglioramento iniziale degli scambi gassosi, ad un 

peggioramento clinico e ad un nuovo episodio di distress respiratorio. Questo sottogruppo 

di individui era caratterizzato, rispetto ai cosiddetti responders, da una frequenza cardiaca 

più elevata e da una pressione arteriosa media inferiore (al momento dei ricovero); inoltre 

avevano un minor punteggio ADL (activities of daily living, indice del grado di limitazione 

funzionale associata alla patologia polmonare cronica, dove un punteggio basso, 1, è 

associato ad una limitazione grave,ed un punteggio alto, 3, a nessuna limitazione). Non è 

tutto: questi pazienti avevano un maggior numero di comorbidità, soprattutto patologie 

cardiache e disordini metabolici (iperglicemia il più delle volte). La regressione logistica, 

infine, ha messo in evidenza come le sole variabili indipendenti in grado di prevedere il 

rischio di andare incontro al late failure fossero: a) pH iniziale; b) punteggio ADL; c) 

numero di comorbidità [75]. 

Continuando su questa linea, ossia sulla necessità di individuare dei fattori prognostici 

definiti, che possano aiutarci a prevedere il successo o il fallimento della NIV, 

15



recentemente è stato pubblicato un lavoro [81] che ha esaminato 79 pazienti con BPCO in 

fase di riacutizzazione, sottoposti a NIV per insorgenza di ARF: il tasso di successo è 

stato pari a 77.2%. Il fallimento del trattamento era associato alla presenza di: a) elevati 

punteggio APACHE II e livelli di proteina C reattiva (PCR); b) basso Glasgow Coma Score 

(GCS); c) presenza di comorbidità; d) mancato miglioramento nel pH e nella PaCO2 dopo 

un’ora di ventilazione [82]. 

Apriamo una breve parentesi per chiarire il significato di alcuni termini utilizzati: lo score 

APACHE II è un sistema standardizzato di classificazione della gravità della malattia, che 

si basa sulla fisiologia per definire la criticità delle condizioni cliniche di un paziente, e il 

rischio di mortalità ospedaliera. Questo scoring system, descritto nel 1981 nella sua prima 

versione [83], era costituito da due parti: APS (Acute Physiology Score) e CHE (Chronic 

Health Evaluation). L’APS è la somma pesata (da 1 a 4) di 34 parametri rilevati entro le 

prime 24 ore dall’ingresso in terapia intensiva. La seconda parte è costituita da quattro 

categorie di dati sullo stato di salute pre-ammissione. Nel 1985 l’APS fu compattato, 

riducendolo da 34 a 12 variabili fisiologiche, che venivano associate all’età ed al 

precedente stato di salute; lo scoring system fu definito APACHE II. Esso consiste quindi 

di uno score numerico che va da 0 a 71 ed è la somma di tre componenti: 

1. il punteggio assegnato alle anormalità di 12 parametri biochimico-fisiologici; 

2. il punteggio relativo all’età; 

3. il punteggio assegnato alle patologie croniche. 

Un aumento del punteggio riflette un aumento della gravità della malattia ed un rischio 

maggiore di mortalità ospedaliera (Figura 1, pag. 18; modificato da: [83]). 

La Glasgow Coma Scale, nota in medicina anche come Glasgow Coma Score (GCS) è 

stata sviluppata dai neurochirughi Graham Teasdale e Bryan Jennet [84] per tenere 

traccia dell'evoluzione clinica dello stato del paziente in coma: essa si basa su tre tipi di 

risposta agli stimoli (oculare, verbale e motoria) e si esprime sinteticamente con un 

numero che è la somma delle valutazioni di ogni singola funzione (Eye, Verbal, Motor). Ad 

ogni tipo di stimolo viene assegnato un punteggio e la somma dei tre punteggi costituisce 

l'indice GCS, ossia il livello di coscienza del paziente; l'indice può andare da 3 (1 + 1 + 1) 

a 15 (4 + 5 + 6) (Tabella 2, pag. 19; modificato da: [84]). 

Tornando al discorso originario, i numerosi studi che sono stati condotti negli ultimi 20 

anni per individuare eventuali fattori prognostici in grado di predire il successo o il 

fallimento della NIV, hanno fornito risultati contrastanti. Nel 2008 Agarwal e collaboratori 

[85] pubblicano uno studio su 63 pazienti sottoposti a NIV, con una percentuale di 

successo del 71.4%; le cause di insorgenza dell’insufficienza respiratoria erano diverse: 

BPCO riacutizzata, polmonite, danno polmonare associato a sepsi, asma, sindrome da 

16



ipoventilazione in fase di scompenso, e insufficienza successiva a procedura di 

estubazione. Nell’analisi multivariata nessuna variabile si era dimostrata in grado di 

prevedere l’outcome, eccetto l’eziologia dell’ARF, ovvero la BPCO riacutizzata era 

associata ad un’aumentata probabilità di successo [85]. 

Abbiamo già sottolineato come la presenza di comorbidità, in particolare disordini di tipo 

metabolico, possano giocare un ruolo cruciale nel determinare il successo o il fallimento 

del trattamento ventilatorio [75]; per approfondire questo concetto, nel 2009 Thorax 

pubblica uno studio su 88 casi di BPCO riacutizzata e ARF, sottoposti a NIV con un tasso 

di fallimento del 18%, dimostrando che, nonostante una diagnosi preesistente di diabete 

mellito non fosse in grado di predire in risultato, gli individui che non avevano risposto alla 

NIV avevano valori di glicemia al momento del ricovero significativamente più elevati 

rispetto a quanto riscontrato in coloro che erano stati trattati con successo [86]. 

Inoltre, nell’analisi multivariata le tre variabili significative in grado di prevedere l’outcome 

erano la FR, la glicemia e il valore di APACHE II iniziali. In particolare, l’associazione tra 

FR < 30 atti/min, glicemia < 7mmol/l e APACHE II al momento del ricovero < 16.5, 

prevedeva un outcome favorevole con una sicurezza del 100%. Al contrario rispetto a 

quanto messo in evidenza da altri lavori, il pH sembra giocare un ruolo marginale nella 

questione, sia quando viene inteso come valore iniziale prima dell’applicazione della NIV, 

sia quando viene interpretato come risposta a distanza di 4 ore dall’inizio del trattamento 

[86]. 

Come risulta evidente dopo questo breve excursus, non sono univoche le osservazioni di 

chi ha cercato di esaminare la presenza di fattori prognostici che possano prevedere 

l’efficacia o meno della NIV. Il fatto che questi studi siano monocentrici, o includano un 

numero limitato di pazienti, o che, pur essendo multicentrici e/o randomizzati, siano 

condizionati da criteri di selezione dei pazienti non comparabili, o da setting e da 

procedure di trattamento non standardizzati, impedisce di generalizzarne i risultati nella 

pratica clinica quotidiana. Partendo da questi presupposti, Confalonieri e collaboratori [78] 

disegnano un ampio studio multicentrico su una popolazione di 1033 individui affetti da 

BPCO in fase di riacutizzazione e acidosi respiratoria, con l’obiettivo di costruire una carta 

del rischio di fallimento della NIV, che possa essere routinariamente applicata nella 

gestione di questo tipo di pazienti. La finalità è quella di creare un modello caratterizzato 

da accuratezza e generalizzabilità, rappresentando la prima il livello di “vicinanza” della 

previsione al risultato effettivo, e la seconda la capacità di un modello di fornire previsioni 

accurate in differenti popolazioni. Queste due caratteristiche sono le componenti 

essenziali di un modello prognostico che voglia efficacemente migliorare la gestione 

clinica dei pazienti. 

17



Figura 1. Il sistema APACHE II (Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II) per classificare la gravità di 

malattia, e il rischio di mortalità ospedaliera. Modificato da: [83]. 

18



Best eye response 

Best verbal response 

Best motor response 

Tabella 2. La Glasgow Coma Scale. Modificato da: [84]. 

GLASGOW COMA SCALE PUNTEGGIO 

Nessuna 1 

Su stimolo doloroso 2 

Su stimolo verbale 3 

Spontanea 4 

Nessuna risposta verbale, nessun suono (o paziente 

intubato) 

Suoni incomprensibili 2 

Parla e pronuncia parole, ma incoerenti 3 

Confusione, frasi sconnesse 4 

Risposta orientata e appropriata 5 

Nessuna 1 

Risposta in estensione a stimolo doloroso 2 

Risposta in flessione anomale allo stimolo doloroso 3 

Retrazione di difesa coordinata 4 

Localizza lo stimolo 5 

Su richiesta 6 

Attraverso un’analisi multivariata gli autori individuano una serie di variabili in grado di 

aumentare significativamente la probabilità di fallimento della NIV, ossia: a) APACHE II ≥ 

29; b) GCS compreso tra 12 e 14 oppure ≤ 11; c) FR compresa tra 30 e 34 oppure ≥ 35 

atti/min; d) pH < 7.25. Tali variabili risultano significative sia quando valutate prima di 

applicare la NIV, sia quando considerate dopo due ore di trattamento [78]. 

Dall’associazione di questi parametri sono quindi state costruite le due carte del rischio 

mostrate nella figura 2 (pag. 21; modificato da: [78]), poi successivamente validate su un 

campione di 145 pazienti, con risultati incoraggianti: non sono state evidenziate differenze 

significative tra i fallimenti attesi e quelli effettivi [78]. 

Un altro aspetto essenziale da considerare nella valutazione del rapporto costo/beneficio 

nella gestione di un paziente con ARF e BPCO riacutizzata, è senz’altro la sua età, e 

questo non tanto e non solo perché gli individui più anziani potrebbero rappresentare una 

categoria a rischio di fallimento della NIV, ma soprattutto perché l’aumentata aspettativa 

di vita nella popolazione generale, e nei pazienti con BPCO in particolare (grazie 

all’ossigenoterapia a lungo termine), ha reso più comune il riscontro di pazienti molto 

1 

19



anziani affetti da ARF; in questi soggetti spesso l’età stessa finisce per essere una 

controindicazione all’ETI, lasciando la NIV come unica opzione terapeutica disponibile 

[87]. 

Già nel 1992 il tema era dibattuto: in quell’anno Chest [88] pubblicava un lavoro condotto 

su 30 soggetti affetti da ARF, età 76 ± 8.1 anni, di cui 20 affetti da BPCO, non sottoposti 

inizialmente a ETI o per l’età stessa dei pazienti (n=17), o perché si era scelto di adottare 

prima un approccio meno invasivo (n=13). 

I risultati avevano mostrato, nel sottogruppo di pazienti affetti da BPCO, un tasso di 

successo del 65%, di fronte al quale gli autori suggerivano la NIV come una possibile 

alternativa nel trattamento della ARF, soprattutto in quelle situazioni limite in cui l’ETI è 

un’opzione terapeutica controversa, o non immediatamente indicata [88]. 

A distanza di circa 10 anni un importante studio multicentrico smentiva queste 

osservazioni, sostenendo, attraverso un’analisi multivariata condotta su 354 pazienti, che, 

tra le altre variabili, l’età > 40 anni rappresenta un fattore di rischio indipendente di 

fallimento della NIV [89]. 

Qualche anno più tardi Balami e collaboratori [90] valutavano un gruppo di 36 pazienti di 

età compresa tra 65 e 94 anni, affetti da BPCO riacutizzata e ARF, sottoposti a NIV, nei 

quali osservavano un tasso di successo del 79%, con significativi miglioramenti del pH, 

della PaCO2, e della FR. 

Ad analoghe conclusioni giungono Connolly prima [91], e Rozzini, poi [92]. Quest’ultimo, 

in particolare, in 174 soggetti, di cui 127 affetti da BPCO, ottenevano tassi di successo 

vicini all’80%, con significativi riduzione della PaCO2 e aumento del pH dopo 4 ore di 

ventilazione [92]. 

Nonostante questo, ciò che probabilmente più di altro merita di essere preso in 

considerazione quando si affronta in discorso dell’efficacia della NIV nelle fasce di età più 

avanzate, è il dato sulla mortalità. Proprio da questo punto proviene quella che forse è la 

maggior evidenza a sostegno dell’utilizzo della NIV anche nei soggetti molto anziani: 

nell’applicazione della NIV nel trattamento della BPCO in fase di riacutizzazione, la 

mortalità in questa categoria è poco o per nulla più elevata rispetto pazienti più giovani di 

10 anni [91]. 

E’ importante evitare quindi un rischio ventilato e temuto già da Ram e colleghi in una 

Cochrane Review del 2004 [93], ossia quello di escludere un paziente anziano con ARF e 

BPCO riacutizzata dalla possibilità di essere sottoposto a NIV perché “he won’t tolerate it”, 

“there aren’t enough (NIV) machines available”, o “there’s no evidence base”. 

20



Figura 2. Carte del rischio di fallimento della NIV nel trattamento dell’ARF associata a BPCO riacutizzata. Tali 

carte sono costruite in base ai valori di pH, APACHE II (Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II), GCS 

(Glasgow Coma Scale) e RR (Respiratory Rate, Frequenza Respiratoria) al momento del ricovero e dopo 2 ore di NIV. 

Modificato da: [78]. 

21



Un’altra variabile considerata in passato come fattore prognostico in grado di determinare 

il successo o il fallimento della NIV è il Body Mass Index (BMI). A tal proposito 

recentemente è stato pubblicato un lavoro che ha valutato l’impatto che l’obesità ha sulla 

risposta alla NIV in un gruppo di 73 pazienti affetti da ARF [94], e stratificati in due gruppi 

a seconda del BMI (< o > 35 kg/m 2 ), dimostrando come la durata di ricovero, ma 

soprattutto il tasso di mortalità e la necessità di ETI fossero sostanzialmente 

sovrapponibili negli obesi e nei non obesi. 

La figura 3 mostra le principali variabili prese in considerazione nei lavori precedenti come 

possibili fattori predittivi di successo o fallimento della NIV nel paziente con BPCO. 

Figura 3. Principali fattori di rischio di successo/fallimento della NIV presi in considerazione dalla letteratura 

scientifica. Modificato da: [95]. GCS: Glasgow Coma Scale; APACHE II: Acute Physiology and Chronic Health 

Evaluation II; NPPV: Non invasive positive pressure ventilation, Ventilazione meccanica non invasiva a pressione 

positiva. 

Concludiamo questo capitolo facendo nostra una interessante osservazione che proviene 

da una importante analisi recentemente apparsa su Thorax: la realtà clinica ci offre 

spesso immagini ben diverse da quanto invece ci viene mostrato dalla letteratura 

scientifica più aggiornata; in sostanza i pazienti affetti da BPCO in fase di riacutizzazione 

associata ad ARF, e sottoposti a NIV, sembrano avere nella pratica clinica tassi di 

mortalità ben più elevati di quelli riportati nei trials clinici randomizzati e controllati sui quali 

si fondano le raccomandazioni delle linee guida [96]. L’ipotesi più probabile che può 

giustificare una simile incongruenza è che virtualmente i pazienti che gestiamo tutti i giorni 

22



sono ben diversi dalle popolazioni incluse negli RCT, con quadri di acidosi scompensata 

più gravi, e con la NIV che assume il ruolo di “limite terapeutico massimo”, se non di 

trattamento palliativo in alcuni casi. 

Questo tipo di valutazione, unita alla consapevolezza che le linee guida più diffuse 

sull’argomento risalgono ormai a più di dieci anni fa, rende manifesta la necessità di 

fotografare accuratamente quanto avviene attualmente nella pratica clinica, al fine di 

chiarire non solo se la maggior parte dei pazienti sottoposti a NIV abbia effettivamente 

quadri di scompenso dell’equilibrio acido-base più gravi rispetto a quanto suggeriscono le 

linee guida, ma anche, eventualmente, di evidenziare fattori prognostici che possano 

aiutarci a chiarire SE, QUANDO e DOVE intraprendere un trattamento ventilatorio non 

invasivo. 

23



4. STUDIO CLINICO 

4.1 INTRODUZIONE E OBIETTIVI DELLO STUDIO 

Riassumiamo in breve quanto detto nei capitoli precedenti, dopo un’ampia revisione della 

letteratura scientifica sull’argomento: 

a) La NIV è diventata negli ultimi 20 anni un presidio terapeutico essenziale nel 

trattamento dell’ARF ipercapnica [1, 2]. 

b) Le più solide evidenze scientifiche in termini di efficacia della NIV riguardano l’ARF 

associata a BPCO in fase di riacutizzazione [3, 4, 13, 16, 42, 43, 46, 53-56]. 

c) In particolare, è stato dimostrato che in questo tipo di pazienti la NIV, rispetto alla 

terapia medica standard (ossia ossigenoterapia, antibiotici, broncodilatatori, 

steroidi, ed altri eventuali trattamenti come diuretici e metilxantine), è associata a 

inferiori tasso di mortalità, necessità di ETI, numero di complicazioni legate al 

trattamento, e durata di ricovero. Inoltre è in grado di determinare un significativo 

miglioramento degli scambi gassosi, in termini di PaCO2, PaO2 e pH, ed una 

altrettanto significativa riduzione della frequenza respiratoria [13, 16, 42, 43, 46, 

53-56]. 

d) Quando confrontata con la ventilazione meccanica convenzionale, ossia con la 

IMV, la maggior parte dei dati messi a disposizione dalla letteratura scientifica 

dimostra come entrambi questi presidi terapeutici siano in grado di determinare un 

miglioramento significativo degli scambi gassosi, associato a simili durata di 

ricovero, mortalità in ICU, e mortalità intra-ospedaliera [40, 60, 63]. La NIV, però, è 

associata, rispetto alla IMV, ad un tasso di ricoveri nei 12 mesi successivi alla 

dimissione significativamente ridotto [60], a un minor numero di complicazioni, e a 

un più rapido processo di svezzamento dalla ventilazione meccanica [63]. 

Altri lavori hanno invece dimostrato che l’utilità della NIV, rispetto alla IMV, non 

risieda solo nel ridotto tasso di complicazioni, e nella inferiore necessità di nuovi 

ricoveri, ma soprattutto nella minor durata della ventilazione meccanica, nella 

minor durata di degenza in ICU, e nel ridotto tasso di ETI, rispetto alla necessità di 

re-intubazione dei pazienti sottoposti a IMV [57]. 

e) L’utilizzo della NIV è diventato strategico non solo come valida alternativa alla IMV 

nel trattamento dell’ARF associata a BPCO riacutizzata, ma anche come presidio 

terapeutico successivo, per abbreviare la durata della IMV e per semplificare lo 

svezzamento [68-72]. 

f) Un altro fondamentale vantaggio dell’uso della NIV sta nella possibilità di essere 

applicata al di fuori delle ICU [12], ovviamente in reparti dotati di adeguate risorse 

24



e di personale sanitario in possesso delle necessarie competenze [12, 14] (“Staff 

training and experience is more important than location” [11]). 

g) Le linee guida ATS/ERS e BTS sull’utilizzo della NIV nel trattamento dell’ARF, 

raccomandano con estrema chiarezza di non applicare la NIV come sostituto 

dell’ETI e dalla IMV, in quei casi in cui queste ultime sono evidentemente più 

appropriate [3, 4]. E’ fondamentale quindi applicarla in selezionati gruppi di 

pazienti nei quali sia possibile prevederne, con un adeguato grado di sicurezza, 

l’efficacia. Questo perché sottoporre a NIV degli individui nei quali esista una 

controindicazione, o sia più indicato l’utilizzo della IMV, condurrebbe ad un 

irreparabile ritardo nella procedura di intubazione, con conseguenti peggioramento 

clinico, ed aumentate morbidità e mortalità [74, 76, 80]. Come già detto, la 

possibilità di individuare popolazioni a rischio elevato è quindi cruciale nel 

determinare SE, QUANDO e DOVE applicare la NIV. 

La definizione di criteri definiti che consentano di individuare quei pazienti che 

sono a rischio elevato di non rispondere alla NIV, in maniera tale da sottoporli 

precocemente a trattamento ventilatorio invasivo, è un argomento a tutt’oggi non 

del tutto chiarito. I vari lavori scientifici che negli ultimi anni hanno affrontato il 

tema, hanno alternativamente analizzato diverse variabili, per valutarne il ruolo 

come fattori prognostici in grado di prevedere il successo o il fallimento della NIV, 

con risultati talvolta contrastanti; in particolate sono state prese in considerazione: 

la gravità iniziale dell’insufficienza respiratoria (in termini di pH, e/o PaCO2, 

e/o PaO2, e/o FR) [41, 73, 78, 86]; 

la risposta nelle prime ore di NIV (in termini emogasanalitici e/o di FR) [41, 

82]; in questo caso va considerata la possibilità che una percentuale di 

pazienti (stimata da Moretti intorno al 20% circa [75]) vada incontro, 

nonostante un significativo miglioramento iniziale degli scambi gassosi, ad 

un peggioramento clinico che renda successivamente necessario il ricorso 

all’ETI [75, 81] (late NIMV failure [75]); 

il punteggio APACHE II [78, 82, 86]; 

il punteggio GCS [78, 82]; 

il valore di PCR [82]; 

la presenza di comorbidità [82]; 

la glicemia iniziale [86]; 

l’età [87-92]; 

il BMI [94]. 

25



h) Le già citate linee guida BTS [3] e ATS/ERS [4], a proposito delle indicazioni 

all’utilizzo dalla NIV nel trattamento dall’ARF, pongono dei limiti relativamente 

stretti alla sua applicazione per quanto concerne il valore di pH iniziale (“In 

selected patients with exacerbations of hypercapnic COPD (pH > 7.30) NPPV may 

be initiated and maintained in the ward when staff training and experience are 

adequate” [4]; “NIV is particularly indicated COPD with a respiratory acidosis pH 

7.25–7.35” [3]). La pratica clinica quotidiana in realtà, ci pone di fronte a quadri 

ben più gravi e complessi di acidosi respiratoria scompensata, che spesso 

vengono gestiti con NIV, in reparti ben lontani dall’avere le risorse strumentali 

tipiche delle ICU. 

Le considerazioni e le premesse fin qui fatte hanno stimolato in noi l’intento di disegnare 

uno studio di tipo retrospettivo, per fornire un contributo a quanto finora è stato detto dalla 

letteratura scientifica sull’argomento, descrivendo la nostra personale esperienza clinica. 

Ci siamo posti inoltre l’obiettivo di: a) individuare (se esistono) dei fattori prognostici in 

grado di prevedere il fallimento o il successo della NIV; b) valutare se nei pazienti più 

gravi, ossia quelli con pH iniziale inferiore a quanto indicato dalle linee guida (< 7.25), il 

tasso di successo è peggiore rispetto ai pazienti meno gravi, e rispetto a quanto presente 

in letteratura; c) individuare, se possibile, un nuovo cut off di pH e/o di APACHE II, al di 

sotto del quale i pazienti sottoposti a NIV sono a rischio elevato di fallimento; d) valutare 

se il miglioramento degli scambi gassosi nelle prime ore di NIV (indicato non solo dai 

valori di pH, PaCO2 e PaO2 misurati dopo 2-4 ore dall’inizio della NIV, ma anche dalle 

differenze tra questi valori e quelli iniziali) possa essere effettivamente predittivo di 

successo. 

4.2 MATERIALI E METODI 

4.2.1 Disegno dello studio, popolazione, criteri di inclusione e di esclusione 

Questo studio retrospettivo è stato condotto presso l’Unità di Terapia Intensiva 

Respiratoria (UTIR) dell’Ospedale S. Camillo – Forlanini (STIRS, Servizio Terapia 

Insufficienza Respiratoria Scompensata) e presso la UOC Malattie Respiratorie del 

Policlinico Umberto I, a Roma. 

Sono stati valutati tutti i pazienti ricoverati nel periodo gennaio 2009 – giugno 2011 per un 

episodio di insufficienza respiratoria acuta (o acuta su cronica) ipercapnica associata a 

BPCO in fase di riacutizzazione, sottoposti a NIV per almeno 12 ore. 

La diagnosi di BPCO è stata determinata sulla base delle ultime prove di funzionalità 

respiratoria prima del ricovero, quando disponibili. In assenza di una ostruzione 

bronchiale “funzionalmente” documentata, la diagnosi è stata basata sulla storia clinica, 

26



associata alla presenza di caratteristiche radiologiche di iperinflazione alla radiografia del 

torace e di segni clinici compatibili all’esame obiettivo, come descritto precedentemente 

[62, 97]. 

La presenza di una riacutizzazione della patologia di base era individuata dall’aumento 

della dispnea, della produzione di espettorato, e dall’aspetto purulento dell’espettorato 

stesso [80]. 

Per insufficienza respiratoria acuta ipercapnica si è intesa la contemporanea presenza di 

tutte le condizioni seguenti: calo acuto del pH a valori ≤ 7.35; rapido aumento della PaCO2 

fino a livelli ≥ 45 mmHg; tachipnea e/o dispnea, respiro paradosso, uso dei muscoli 

respiratori accessori [62, 75, 80, 82, 85]. 

Sono stati esclusi dallo studio i pazienti in arresto respiratorio, e/o non in condizioni di 

collaborare adeguatamente, e/o incapaci di proteggere le vie aeree, e/o affetti da 

deformità facciali che impedissero la corretta adesione dell’interfaccia, e/o affetti da ARF 

da cause diverse dalla BPCO. Sono altresì stati esclusi i pazienti già tracheostomizzati, o 

affetti da insufficienza renale con indicazione alla dialisi, scompenso cardiaco congestizio 

o infarto acuto del miocardio al momento del ricovero, neoplasie extrapolmonari o 

polmonari in fase terminale, accidenti cerebrovascolari acuti insorti durante il ricovero. 

4.2.2 Impostazioni e setting della NIV 

I pazienti inclusi nello studio sono stati tutti sottoposti a NIV dopo il fallimento del 

trattamento medico conservativo in respiro spontaneo a frazione inspiratoria di ossigeno 

(FiO2) controllata. Tale fallimento era giudicato in base al mancato miglioramento di PaO2 

e/o di pH, all’incremento della PaCO2 di 10 mmHg al di sopra del valore dell’ingresso, al 

persistere di uno stato di obnubilamento psico-sensoriale e/o di segni di fatica respiratoria, 

come già descritto precedentemente. 

La NIV è stata applicata con un ventilatore modello Puritan Bennett 7200A ® (Nellcor 

Puritan Bennett Inc. 4280, Pleasanton, CA, USA), utilizzando come interfaccia una 

maschera oro-nasale (Ultramirage TM Full Face Mask NV, Harol, S. Donato Milanese, 

Italia). 

La modalità solitamente prescelta all’ingresso in reparto nei pazienti collaboranti è stata la 

pressione di supporto (Pressure Support Ventilation, PSV): i valori di pressione di 

supporto (Pressure Support, PS), pressione positiva di fine espirazione (Positive End 

Expiratory Pressure, PEEP), flow by trigger, e FiO2 supplementare sono stati impostati 

con l’obiettivo di garantire la migliore tollerabilità possibile per il paziente, di raggiungere 

una saturazione ossiemoglobinica (transcutaneous oxygen saturation, StcO2) compresa 

tra 88% e 92% [3, 4, 98], e di migliorare la FR, e, e sono stati via via modificati sulla base 

dei parametri emogasanalitici. In pochi pazienti poco collaboranti – nei quali però erano 

27



ancora presenti le indicazioni all’impiego della NIV - nelle prime ore di ventilazione è stata 

impiegata la ventilazione controllata a volume (VCV) o a pressione (PCV). In PCV è stato 

impostato, compatibilmente con la compliance del paziente, un valore di pressione tale da 

ottenere un volume corrente espirato (Vte) pari a circa 8 ml/kg, impostando altresì una FR 

tale da ottenere un rapporto tra tempo inspiratorio e tempo espiratorio (I:E) ≥ 1:2.5. In 

VCV è stato impostato un volume corrente pari al peso 8 ml/kg, cercando di garantire in 

ogni caso la tollerabilità da parte del paziente, e di shiftare verso una modalità di 

ventilazione spontanea (con o senza un passaggio attraverso la modalità SIMV, 

Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation), non appena le condizioni cliniche lo 

consentivano. 

In tutti i pazienti è stato effettuato un monitoraggio continuo dei seguenti parametri: 

frequenza cardiaca, FR, StcO2. 

Durante il ricovero gli scambi gassosi e l’equilibrio acido-base sono stati valutati mediante 

l’esecuzione di un’emogasanalisi arteriosa (EGA), al momento dell’accettazione, ogni 

qualvolta venivano modificati i parametri di ventilazione e alla dimissione. 

Nei giorni successivi, non appena possibile in base alle condizioni cliniche del paziente, i 

livelli di PS e PEEP sono stati gradualmente ridotti, come già descritto altrove [68, 75]. Un 

individuo veniva considerato completamente svezzato dalla NIV dopo almeno 72 ore 

consecutive in respiro spontaneo [75]. 

Abbiamo definito come fallimento della NIV l’insorgenza di queste due condizioni: 1) 

mancato miglioramento degli scambi gassosi con peggioramento del sensorio e 

conseguente necessità di ventilazione meccanica invasiva previa intubazione; 2) decesso. 

I criteri di interruzione della NIV e di passaggio alla IMV (previa esecuzione di ETI) sono 

stati: insorgenza di coma e/o arresto respiratorio; instabilità cardiovascolare; mancato 

adattamento alla NIV stessa; necessità di protezione delle vie aeree. 

Tutti i pazienti sono stati sottoposti a terapia medica standard (ossigenoterapia, 

corticosteroidi per via sistemica, broncodilatatori per via aerosolica associati o meno a 

steroidi inalatori, antibiotici ad ampio spettro, diuretici). 

4.2.3 Raccolta dati 

Tutti i pazienti selezionati sono stati stratificati in due gruppi sulla base del successo o del 

fallimento della NIV, secondo le definizioni esposte nel paragrafo precedente. 

In tutti sono stati raccolti i seguenti parametri: 

Età 

Genere 

Gravità della patologia secondo APACHE II Score 

Stato neurologico secondo Glasgow Coma Scale 

28



Frequenza respiratoria 

pH, PaCO2 , PaO2 all’ingresso 

Il miglior valore di pH, PaCO2 , PaO2 dopo 2-4 ore di NIV 

pH, PaCO2 , PaO2 alla dimissione 

Durata del ricovero 

Sono stati inoltre valutati i seguenti tassi: 

Mortalità 

ETI 

Tracheostomie 

Trasferimenti in ICU 

Dimissioni/trasferimenti in altro reparto 

4.2.4 Analisi statistica 

Sui pazienti selezionati è stata condotta un’analisi di tipo retrospettivo. 

Dopo aver valutato il tasso di fallimento della NIV, la popolazione è stata suddivisa in due 

gruppi sulla base dell’outcome considerato: a) gruppo Success, costituito da coloro nei 

quali la NIV ha mostrato dei risultati, in termini di evitati decesso, ETI, tracheostomia; b) 

gruppo Failure, rappresentato dagli individui nei quali la NIV era stata fallimentare. 

La possibile associazione tra le variabili considerate e l’outcome stabilito è stata valutata 

con un’analisi univariata, utilizzando per le variabili quantitative il test t di Student (in caso 

di distribuzione Gaussiana) oppure il test di Mann-Whitney (in caso di distribuzione non 

normale). La forma delle distribuzioni campionarie è stata valutata con il test di 

Kolmogorov-Smirnov, e utilizzando gli indici di asimmetria e curtosi. Per le variabili 

dicotomiche sono state applicati il test del Х 2 o il test esatto di Fischer. 

Prima di procedere con l’analisi multivariata, è stata concentrata l’attenzione sulle due 

variabili che la letteratura scientifica ha considerato in passato maggiormente degne di 

interesse, ossia il pH iniziale e l’APACHE II: per queste sono stati calcolati sensibilità, 

specificità, likelihood ratios (LR), e intervalli di confidenza, e sono stato costruite due 

Receiver Operator Characteristic (ROC) Curves (con il relativo calcolo dell’Area sotto la 

Curva, Area Under the Curve, AUC), ponendo sull’asse delle y la sensibilità e sull’asse 

delle x 1 – specificità, per individuare due valori cut-off che potessero individuare 

l’outcome considerato (il fallimento della NIV). Queste variabili continue sono state quindi 

dicotomizzate sulla base dei cut-off individuati. 

A questo punto sono stati costruiti diversi modelli di regressione logistica per l’analisi 

multivariata, per valutare l’effetto indipendente di ciascuna variabile sull’outcome 

considerato (il fallimento della NIV); il criterio utilizzato per individuare le variabili da 

inserire nell’analisi multivariata ha considerato le caratteristiche con p ≤ 0.25 all’analisi 

29



univariata, nonché quelle ritenute di interesse statistico a priori (età, genere). Le variabili 

pH e APACHE II, sono state inserite di volta in volta nei vari modelli sotto forma di variabili 

o quantitative, o qualitative (dicotomizzate). 

Sono a questo punto stati creati due sottogruppi di pazienti: a) individui con pH iniziale > 

7.20 e ≤ 7.25 (quest’ultimo essendo il limite inferiore di applicabilità della NIV secondo le 

linee guida BTS [3]) e b) soggetti con APACHE II > 20.5, per i quali sono state ripetute 

l’analisi univariata e quella multivariata secondo le modalità già elucidate in precedenza. 

Sono stati considerati statisticamente significativi i valori di p < 0.05. 

Tutte le analisi statistiche sono state realizzate utilizzando il software SPSS Advanced 

Statistics (SPSS; Chicago, IL). 

4.3 RISULTATI 

4.3.1 Analisi sull’intera popolazione 

Su un totale di 379 pazienti ricoverati per ARF associata a BPCO riacutizzata, 201 sono 

stati inclusi nello studio, di cui 107 uomini e 94 donne. I restanti 178 individui sono stati 

esclusi perché non rispettavano i criteri di inclusione o per exitus e/o necessità di ETI 

entro le 24 ore dall’inizio del ricovero. Tutti i soggetti sono stati sottoposti a NIV per il 

trattamento di ARF associata a BPCO in fase di riacutizzazione. 

La tabella 3 (pag. 31) mostra le caratteristiche generali della popolazione in studio 

(incluso il tasso di comorbidità), i parametri iniziali e la loro evoluzione, nonché il numero 

di successi, e la valutazione degli outcome considerati. L’età media dei pazienti era 71.63 

± 8.69 anni; il valore medio di APACHE II al momento del ricovero 21.22 ± 5.62. 

La NIV è stata praticata con successo in 151 individui (75 % circa); dei restanti 50 pazienti 

33 (16.4 %) sono deceduti. L’ETI è stata necessaria in 22 (10.9 %) e 9 (4.5 %) sono gli 

individui sottoposti a tracheostomia. In particolare, in 7 pazienti il decesso è avvenuto 

dopo ETI, in 3 dopo tracheostomia successiva a ETI, in 1 dopo tracheostomia praticata 

senza ETI precedente; infine un individuo è stato sottoposto a tracheostomia dopo ETI, ed 

è sopravvissuto, ma ai fini dell’analisi viene considerato comunque un “fallimento”, per i 

criteri elucidati nel paragrafo precedente. 

Nelle figure dalla 4 alla 6 (pagg. 32 e 33) sono indicati i trend di PaO2, PaCO2 e pH 

durante il trattamento nell’intera popolazione in esame: i tre parametri sono 

significativamente migliorati dopo 2-4 ore di NIV e alla fine (ossia alla dimissione o exitus 

e/o ETI e/o tracheostomia; p < 0.0001 al test di Mann-Whitney). 

30



NUMERO DI INDIVIDUI 201 

GENERE (M/F) 107/94 

ETÀ 71.63; 73.00 (8.69) 

Insufficienza renale 33 (16.4%) 

Diabete mellito 29 (14.4%) 

Cardiopatia 88 (43.8%) 

Fibrotorace 14 (6.96%) 

Obesità 26 (12.9%) 

OSAS 10 (4.97%) 

TBC renale 1 (0.5%) 

COMORBIDITÀ 

Neoplasie 

Cuore polmonare cronico 

6 (3%) 

89 (44.3%) 

Cifoscoliosi 4 (2%) 

Epatopatia 1 (0.5%) 

Encefalopatia 1 (0.5%) 

Ipertensione arteriosa 59 (29.3%) 

Sindrome bipolare 4 (2%) 

Patologia neuromuscolare 1 (0.5%) 

Cachessia 1 (0.5%) 

GCS 12.52; 13.00 (2.78) 

APACHE II 21.22; 20.00 (5.62) 

PaO2 START 57.01; 55.00 (17.27) 

PaCO2 START 94.43; 93.00 (15.47) 

pH START 7.26; 7.27 (0.06) 

FR START 24.93; 25.00 (8.00) 

PaO2 NIV 67.87; 66.00 (13.00) 

PaCO2 NIV 78.74; 77.00 (14.14) 

pH NIV 7.34; 7.34 (0.06) 

PaO2 END 67.07; 65.00 (11.44) 

PaCO2 END 70.43; 65.00 (21.13) 

pH END 7.37; 7.38 (0.08) 

DURATA DEGENZA 13.00; 10.00 (11.34) 

SUCCESS/FAILURE 151/50 

ETI 23 (11.4%) 

TRACHEOSTOMIE 9 (4.5%) 

DECESSI 33 (16.4%) 

DIMISSIONI/TRASFERIMENTI IN ALTRO 

REPARTO 

157 (78.1%) 

TRASFERIMENTI IN ICU 10 (4.97%) 

Tabella 3. Caratteristiche generali della popolazione in studio, parametri iniziali e loro evoluzione, numero di 

successi, e valutazione degli outcome considerati. Le variabili quantitative sono espresse come media; mediana 

(Deviazione Standard). Le variabili qualitative sono espresse come numero assoluto e/o percentuale rispetto al totale. 

OSAS: Obstructive Sleep Apnea Syndrome; TBC: Tubercolosi; GCS: Glasgow Coma Scale; APACHE II: Acute 

Physiology and Chronic Health Evaluation II; PaO2: Pressione parziale di ossigeno nel sangue arterioso; PaCO2: 

Pressione parziale di anidride carbonica nel sangue arterioso; FR: Frequenza respiratoria; NIV: Non invasive ventilation, 

Ventilazione meccanica non invasiva; ETI: Endotracheal intubation, Intubazione oro-tracheale; ICU: Intensive Care Unit, 

Reparto di terapia intensiva. 

31



Figura 4. Evoluzione della pressione parziale di ossigeno nel sangue arterioso durante la NIV. START individua il 

valore iniziale, 2-4 h individua quello misurato dopo 2-4 ore di NIV e END il valore finale (alla dimissione, exitus, ETI, 

etc.). PaO2: Pressione parziale di ossigeno nel sangue arterioso. * Differenze significative con p < 0.0001; Mann-Whitney 

test. 

Figura 5. Evoluzione della pressione parziale di anidride carbonica nel sangue arterioso durante la NIV. START 

individua il valore iniziale, 2-4 h individua quello misurato dopo 2-4 ore di NIV e END il valore finale (alla dimissione, 

exitus, ETI, etc.). PaCO2: Pressione parziale di anidride carbonica nel sangue arterioso. * Differenze significative con p < 

0.0001; Mann-Whitney test. 

32



Figura 6. Evoluzione del pH durante la NIV. START individua il valore iniziale, 2-4 h individua quello misurato dopo 2-4 

ore di NIV e END il valore finale (alla dimissione, exitus, ETI, etc.). * Differenze significative con p < 0.0001. Mann- 

Whitney test. 

Le tabelle 4a e 4b (pag. 34 e pag. 35) mostrano i risultati dell’analisi univariata: i pazienti 

in cui la NIV è stata efficace nel prevenire la morte e/o l’ETI e/o la tracheostomia, 

avevano, rispetto al gruppo Failure: a) valori di PaCO2 sia al momento del ricovero 

(PaCO2 START) che dopo 2-4 ore di NIV (PaCO2 NIV), o alla fine (dimissione/fallimento, 

PaCO2 END) significativamente inferiori (rispettivamente 93.10 ± 15.08 vs 98.45 ± 16.09, 

p = 0.029; 77.62 ± 13.62 vs 82.12 ± 15.24, p = 0.044; 62.40 ± 8.33 vs 94.68 ± 28.50, p< 

0.001); b) valori di pH iniziale (pH START) e finale (pH END) significativamente più elevati 

(rispettivamente 7.26 ± 0.06 vs 7.23 ± 0.08, p = 0.033 e 7.39 ± 0.04 vs 7.28 ± 0.1, p < 

0.001); c) punteggio GCS significativamente superiore (12.94 ± 2.44 vs 11.24 ± 3.32, p = 

0.001); d) punteggio APACHE II significativamente inferiore (20.02 ± 4.81 vs 24.84 ± 6.35, 

p < 0.001). 

L’analisi della risposta alla NIV, valutata in termini di variazioni di pH, PaCO2 e PaO2 dopo 

2-4 ore di trattamento, espresse rispettivamente sotto forma di ΔpH, ΔPaCO2 e ΔPaO2 

non ha mostrato significatività statistiche (Tabelle 4a e 4b, pag. 34 e pag. 35). 

33



Variabili quantitative 

SUCCESS (N=151) FAILURE (N=50) 

Media; mediana (SD) Media; mediana (SD) 

ETA’ 70.99; 72.00 (8.74) 73.56; 74.00 (8.35) 0.058° 

PaO2 START 57.48; 56.00 (17.26) 55.62; 53.00(17.38) 0.392° 

PaCO2 START 93.10; 92.00 (15.08) 98.45; 99.00 (16.09) 0.029° 

pH START 7.26; 7.27 (0.06) 7.23; 7.26 (0.08) 0.033° 

FR START 24.76; 25.00 (7.55) 25.42; 27.50 (9.28) 0.237° 

GCS 12.94; 14.00 (2.44) 11.24; 12.00 (3.32) 0.001°° 

APACHE II 20.02; 20.00 (4.81) 24.84; 25.00 (6.35) < 0.001° 

PaO2 NIV 66.96; 65.00 (12.03) 70.62; 68.00 (15.31) 0.235° 

PaCO2 NIV 77.62; 77.00 (13.62) 82.12; 84.50 (15.24) 0.044° 

pH NIV 7.34; 7.34 (0.06) 7.32; 7.32 (0.08) 0.060° 

DURATA DEGENZA 12.14; 10.00 (7.67) 15.60; 9.50 (18.30) 0.528° 

PaO2 END 67.21; 66.00 (9.48) 66.66; 64.00 (16.08) 0.187° 

PaCO2 END 62.40; 63.00 (8.33) 94.68; 90.00 (28.50) < 0.001° 

pH END 7.39; 7.39 (0.04) 7.28; 7.28 (0.10) < 0.001° 

ΔpH (NIV-START) 0.08; 0.08 (0.05) 0.09; 0.08 (0.07) 0.266°°° 

ΔPaO2 (NIV-START) 9.48; 10 (17.26) 15; 14.5 (22.32) 0.071°° 

ΔPaCO2 (START-NIV) 15.48; 14 (12.09) 16.33; 14 (14.27) 0.682°° 

Tabella 4a. Analisi descrittiva e univariata per variabili quantitative, considerando l’intera popolazione in studio 

(n= 201). PaO2: Pressione parziale di ossigeno nel sangue arterioso; PaCO2: Pressione parziale di anidride carbonica 

nel sangue arterioso; FR: Frequenza respiratoria; GCS: Glasgow Coma Scale; APACHE II: Acute Physiology and 

Chronic Health Evaluation II; NIV: non invasive ventilation, ventilazione meccanica non invasiva; ΔpH, ΔPaO2, ΔPaCO2: 

variazioni nel pH, nella PaO2 e nella PaCO2 dopo 2-4 ore di NIV; ° Mann-Whitney test; °° t-test ; °°° t-test varianze 

disuguali; SD: Standard Deviation. 

Prima di procedere con la valutazione dell’effetto indipendente di ciascuna variabile 

sull’outcome considerato (il fallimento della NIV), il calcolo di sensibilità, specificità, 

likelihood ratios (LR), e intervalli di confidenza, e la costruzione di due curve ROC per pH 

START E APACHE II ci ha permesso di estrapolare dei valori cut-off che potessero 

individuare l’outcome considerato (Tabelle 5 e 6 e figure 7 e 8, pagg. 36-38). In particolare 

per APACHE II abbiamo individuato un compromesso bilanciato tra sensibilità e specificità 

nel cut-off 20.5. 

Per quanto riguarda invece la variabile pH START, il valore di cut-off che abbiamo ritenuto 

più ragionevole è 7.25; nonostante ciò, con un “sacrificio” in termini di specificità, abbiamo 

scelto anche 7.20 come cut-off, per analizzare l’effetto indipendente di questa covariata, 

p 

34



anche quando dicotomizzata su questo limite. L’AUC calcolata era 0.718 per APACHE II, 

e 0.601 per pH START. 

GENERE 

Variabili qualitative SUCCESS FAILURE p* OR IC 95% 

pH START DICOTOMICO 

pH START DICOTOMICO 

APACHE II 

DICOTOMICO 

M 77 (51.00) 30 (60) 

F 74 (49.00) 20 (40) 

≤ 7.25 58 (38.40) 25 (50.00) 

> 7.25 93 (61.60) 25 (50.00) 

≤ 7.20 24 (15.90) 17 (34.00) 

> 7.20 127 (84.10) 33 (66.00) 

≤ 20.5 88 (58.30) 14 (28.00) 

> 20.5 63 (41.70) 36 (72.00) 

0.269 0.69 0.36-1.33 

0.149 1.60 0.84-3.05 

0.006 0.37 0.18-0.76 

< 0.001 3.59 1.79-7.21 

Tabella 4b. Analisi descrittiva e univariata per variabili qualitative, considerando l’intera popolazione in studio 

(n= 201). APACHE II: Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II; * Chi-square test; OR: Odds ratio; IC 95%: 

Intervallo di confidenza al 95%. 

A questo punto abbiamo, come già anticipato precedentemente, dicotomizzato le due 

variabili considerate sulla base di questi cut-off (APACHE II dicotomico ≤ 20.5 o > 20.5; 

pH START dicotomico ≤ 7.25 o > 7.25; pH START dicotomico ≤ 7.20 o > 7.20), e, dopo 

opportuna valutazione nel modello univariato (Tabella 4b, pag. 35), inserito queste nuove 

covariate in diversi modelli di regressione logistica. 

Il test del Х 2 ha mostrato che avere un pH START > 7.20 era associato significativamente 

con un’aumentata probabilità di successo della NIV (p = 0.006, Odds Ratio (OR) 0.37, 

Intervallo di confidenza (IC) 95% 0.18-0.76), così come avere un APACHE II ≤ 20.5 (p < 

0.001, OR 3.59, IC 95% 1.79-7.21). 

I cinque modelli di regressione logistica costruiti (Tabelle da 7a a 7e, pagg. 39-41) hanno 

tutti individuato il medesimo risultato, ossia che è l’APACHE II l’unica covariata ad avere 

un effetto indipendente statisticamente significativo sull’outcome: non solo a valori più 

elevati corrisponde un aumentato rischio di fallimento (p < 0.0001, OR 1.179, IC 95% 

1.101-1.263), ma quando espresso come variabile qualitativa i pazienti con valori > 20.5 

avevano un rischio quasi quadruplicato di andare incontro a decesso e/o ETI, e/o 

tracheostomia (p < 0.0001, OR 3.753, IC 95% 1.798-7.835). 

Dei 5 modelli il migliore è il quarto, come indicato dal Test di Hosmer e Lemeshow (p = 

0.744). 

35



Cut-off Sensibilità Specificità Likelihood Ratio 

10.50 0.01325 1.000 

11.50 0.02649 1.000 

12.50 0.04636 1.000 

13.50 0.06623 1.000 

14.50 0,1391 0.9600 3.48 

15.50 0.1921 0.9200 2.40 

16.50 0.2384 0.9200 2.98 

17.50 0.2914 0.8800 2.43 

18.50 0.3841 0.8200 2.13 

19.50 0.4768 0.7800 2.17 

20.50 0.5828 0.7200 2.08 

21.50 0.6490 0.6400 1.80 

22.50 0.7020 0.5400 1.53 

23.50 0.7748 0.5400 1.68 

24.50 0.8278 0.5200 1.72 

25.50 0.8675 0.4600 1.61 

26.50 0.9205 0.4200 1.59 

27.50 0.9338 0.3600 1.46 

28.50 0.9536 0.3200 1.40 

29.50 0.9536 0.2600 1.29 

30.50 0.9735 0.2600 1.32 

31.50 0.9934 0.1600 1.18 

32.50 0.9934 0.1000 1.10 

34.50 0.9934 0.0600 1.06 

38.00 1.000 0.0200 1.02 

Tabella 5. Coordinate della curva ROC per la variabile APACHE II. I valori di riferimento sono le medie di due valori 

osservati consecutivi del test. L’evento considerato è il fallimento della NIV. 

36



Cut-off Sensibilità Specificità Likelihood Ratio 

7.040 1.000 0.0200 1.02 

7.080 0.9934 0.0400 1.03 

7.095 0.9934 0.0800 1.08 

7.105 0.9934 0.1000 1.10 

7.120 0.9868 0.1200 1.12 

7.135 0.9735 0.1200 1.11 

7.145 0.9669 0.1400 1.12 

7.155 0.9669 0.1800 1.18 

7.165 0.9404 0.2200 1.21 

7.175 0.9338 0.2400 1.23 

7.185 0.9205 0.2600 1.24 

7.195 0.8808 0.3000 1.26 

7.205 0.8411 0.3400 1.27 

7.215 0.8079 0.3400 1.22 

7.225 0.7616 0.3800 1.23 

7.235 0.7020 0.3800 1.13 

7.245 0.6424 0.4400 1.15 

7.255 0.6159 0.5000 1.23 

7.265 0.5364 0.6000 1.34 

7.275 0.4768 0.6600 1.40 

7.285 0.4040 0.7000 1.35 

7.295 0.3311 0.7400 1.27 

7.305 0.2450 0.8200 1.36 

7.315 0.1788 0.8800 1.49 

7.325 0.1192 0.9200 1.49 

7.335 0.07947 0.9400 1.32 

7.345 0.05298 1.000 

Tabella 6. Coordinate della curva ROC per la variabile pH START. I valori di riferimento sono le medie di due valori 

osservati consecutivi del test. L’evento considerato è il fallimento della NIV. 

37



Figura 7. Curva ROC per la variabile APACHE II. L’AUC è pari a 0.718. Le coordinate della curva sono mostrate nella 

tabella 5 (pag. 42). 

Figura 8. Curva ROC per la variabile pH START. L’AUC è pari a 0.601. Le coordinate della curva sono mostrate nella 

tabella 6 (pag. 44). 

38



VARIABILI 

FAILURE 

p OR IC 95% 

Genere 0.252 0.649 0.310-1.359 

Età 0.379 1.022 0.974-1.072 

GCS 0.464 1.073 0.889-1.295 

APACHE II 0.000 1.179 1.101-1.263 

pH START 0.915 0.585 0.000-10962.531 

FR START 0.725 1.008 0.964-1.053 

PaCO2 START 0.514 0.989 0.958-1.022 

pH NIV 0.543 6.915 0.014-3498.494 

PaO2 NIV 0.577 1.008 0.980-1.038 

PaCO2 NIV 0.083 1.022 0.997-1.048 

Test di Hosmer e Lemeshow: p=0.152 

Tabella 7a. Modello di analisi multivariata ottenuto considerando l’outcome Failure/Success e inserendo 

l’APACHE II e il pH START come variabili quantitative. Le covariate utilizzate sono quelle con p < 0.25 all’analisi uni 

variata, nonché quelle ritenute di interesse statistico a priori (età, genere). GCS: Glasgow Coma Scale; APACHE II: 

Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II; FR: frequenza respiratoria; PaCO2: Pressione parziale di anidride 

carbonica nel sangue arterioso; PaO2: Pressione parziale di ossigeno nel sangue arterioso; NIV: non invasive ventilation, 

ventilazione meccanica non invasiva; OR: Odds ratio; IC 95%: intervallo di confidenza al 95%. 

VARIABILI 

FAILURE 

p OR IC 95% 

Genere 0.252 0.649 0.310-1.359 

Età 0.379 1.022 0.974-1.072 

GCS 0.471 1.072 0.887-1.297 

APACHE II 0.000 1.179 1.101-1.263 

pH START DICOTOMICO (≤ 7.20 / > 7.20) 0.457 0.635 0.192-2.101 

FR START 0.788 1.006 0.962-1.052 

PaCO2 START 0.614 0.992 0.961-1.024 

pH NIV 0.533 7.364 0.014-3903.621 

PaO2 NIV 0.512 1.010 0.980-1.040 

PaCO2 NIV 0.083 1.022 0.997-1.048 

Test di Hosmer e Lemeshow: p=0 .152 

Tabella 7b. Modello di analisi multivariata ottenuto considerando l’outcome Failure/Success e inserendo 

l’APACHE II come variabile quantitativa e il pH START dicotomizzato con cut-off 7.20. Le covariate utilizzate sono 

quelle con p < 0.25 all’analisi univariata, nonché quelle ritenute di interesse statistico a priori (età, genere). GCS: 

Glasgow Coma Scale; APACHE II: Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II; FR: frequenza respiratoria; 

PaCO2: Pressione parziale di anidride carbonica nel sangue arterioso; PaO2: Pressione parziale di ossigeno nel sangue 

arterioso; NIV: non invasive ventilation, ventilazione meccanica non invasiva; OR: Odds ratio; IC 95%: intervallo di 

confidenza al 95%. 

39



VARIABILI 

FAILURE 

p OR IC 95% 

Genere 0.196 0.625 0.306-1.275 

Età 0.321 1.023 0.978-1.071 

GCS 0.140 0.900 0.783-1.035 

APACHE II DICOTOMICO (≤ 20.5/ > 20.5) 0.000 3.753 1.798-7.835 

pH START 0.695 0.294 0.001-134.574 

FR START 0.704 1.008 0.966-0.052 

PaCO2 START 0.640 0.991 0.952-1.031 

pH NIV 0.577 8.800 0.004-18283.854 

PaO2 NIV 0.510 1.009 0.982-1.038 

PaCO2 NIV 0.064 1.023 0.999-1.048 


Tabella 7c. Modello di analisi multivariata ottenuto considerando l’outcome Failure/Success e inserendo 

l’APACHE II dicotomizzato con cut-off 20.5 e il pH START come variabile quantitativa. Le covariate utilizzate sono 

quelle con p < 0.25 all’analisi uni variata, nonché quelle ritenute di interesse statistico a priori (età, genere). GCS: 





VARIABILI 

FAILURE 

p OR IC 95% 

Genere 0.252 0.649 0.310-1.359 

Età 0.379 1.022 0.974-1.072 

GCS 0.470 1.073 0.887-1.298 

APACHE II 0.000 1.179 1.101-1.263 

pH DICOTOMICO (≤ 7.25 / > 7.25) 0.384 0.707 0.324-10.543 

FR START 0.728 1.008 0.964-1.054 

PaCO2 START 0.686 0.993 0.958-1.028 

pH NIV 0.779 2.861 0.002-4454.505 

PaO2 NIV 0.537 1.009 0.980-1.039 

PaCO2 NIV 0.083 1.022 0.997-1.048 

Test di Hosmer e Lemeshow: p= 0.152 

Tabella 7d. Modello di analisi multivariata ottenuto considerando l’outcome Failure/Success e inserendo 

l’APACHE II come variabile quantitativa e il pH START dicotomizzato con cut-off 7.25. Le covariate utilizzate sono 






40



VARIABILI 

FAILURE 

p OR IC 95% 

Genere 0.252 0.649 0.310-1.359 

Età 0.379 1.022 0.974-1.072 

GCS 0.662 1.045 0.856-1.27 

APACHE II 0.000 1.179 1.101-1.263 

pH START 0.914 0.582 0.000-10858.313 

FR START 0.801 1.006 0.962-1.051 

PaCO2 START 0.601 0.991 0.960-1.024 

pH NIV 0.485 9.565 0.017-5393.168 

ΔPaO2 (NIV-START) 0.354 1.009 0.990-1.028 

PaCO2 NIV 0.083 1.022 0.997-1.048 


Tabella 7e. Modello di analisi multivariata ottenuto considerando l’outcome Failure/Success e inserendo 

l’APACHE II e il pH START come variabili quantitative e in più il ΔPaO2 (NIV-START). Le covariate utilizzate sono 



PaCO2: Pressione parziale di anidride carbonica nel sangue arterioso; ΔPaO2: variazione nella PaO2 dopo 2-4 ore di 

NIV; NIV: non invasive ventilation, ventilazione meccanica non invasiva; OR: Odds ratio; IC 95%: intervallo di confidenza 

al 95%. 

4.3.2 Analisi limitata al sottogruppo di pazienti con pH START > 7.20 e ≤ 7.25 

Il range di pH START compreso tra 7.20 (>) e 7.25 (≤) ha individuato un totale di 42 

pazienti, di cui 34 (81%) appartenenti al gruppo Success, e 8 (19%) al gruppo Failure. 

Le stesse variabili valutate nell’analisi effettuata sulla popolazione per intero sono state 

qui considerate; in particolare il ΔpH (NIV-START), analogamente a quanto avvenuto per 

APACHE II e pH START nella popolazione considerata per intero, è stato espresso sia 

come variabile quantitativa, sia come variabile qualitativa (< 0.1 / ≥ 0.1). 

Nessuna variabile considerata si è mostrata all’analisi univariata in grado di distinguere i 

due gruppi (Success e Failure). Si segnala una significatività ai limiti per quanto riguarda il 

ΔpH dicotomico, che mostra una tendenza ad individuare con maggior probabilità i casi di 

fallimento della NIV quando è < 0.1 (p = 0.054, OR 0.143, IC 95% 0.016-1.290) (Tabelle 

8a e 8b, pag. 42). 

Sono stati costruiti 2 modelli di regressione logistica dove, come nell’analisi relativa alla 

popolazione totale, sono state inserite le covariate con p < 0.250 all’analisi univariata, 

nonché quelle ritenute di interesse statistico a priori (età, genere). Nessuna delle variabili 

41



considerate ha mostrato di avere un effetto indipendente statisticamente significativo 

sull’outcome considerato (Tabelle 9a e 9b, pag. 43). 




ETA’ 70.71; 70.50 (7.26) 72.75; 72.50 (6.65) 0.413 

PaO2 START 57.00; 54.50 (18. 17) 61.13; 64.00 (10.01) 0.290 

PaCO2 START 93.29; 92.00 (14.13) 94.25; 97.50 (14.81) 0.724 

pH START 7.23; 7.23 (0.012) 7.24; 7.24 (0.012) 0.079 

FR START 24.00; 25.00 (9.43) 23.38; 27.00 (8.88) 0.797 

GCS 12.76; 13.00 (2.13) 11.38; 12.50 (3.50) 0.362 

APACHE II 20.71; 20.00 (4.66) 22.50; 22.00 (5.78) 0.500 

PaO2 NIV 68.91; 65.50 (13.91) 67.25; 66.00 (6.02) 0.936 

PaCO2 NIV 78.91; 76.50 (14.16) 83.63; 85.50 (12.42) 0.344 

pH NIV 7.32; 7.32 (0.047) 7.29; 7.29 (0.053) 0.187 

DURATA DEGENZA 12.50; 9.00 (8.28) 11.25; 8.00 (10.37) 0.395 

ΔpH (NIV-START) 0.09; 0.09 (0.05) 0.056; 0.06 (0.05) 0.107 

ΔPaO2 (NIV-START) 11.91; 12.00 (18.13) 6.12; 3.5 (13.92) 0.336 

ΔPaCO2 (START-NIV) 14.38; 14.00 (9.85) 10.62: 12.50 (11.20) 0.451 

Tabella 8a. Analisi descrittiva e univariata per variabili quantitative, limitata al sottogruppo di pazienti con pH 

iniziale > 7.20 e ≤ 7.25 (n= 42). PaO2: Pressione parziale di ossigeno nel sangue arterioso; PaCO2: Pressione parziale 

di anidride carbonica nel sangue arterioso; FR: frequenza respiratoria; GCS: Glasgow Coma Scale; APACHE II: Acute 

Physiology and Chronic Health Evaluation II; NIV: non invasive ventilation, ventilazione meccanica non invasiva; ΔpH, 

ΔPaO2, ΔPaCO2: variazioni nel pH, nella PaO2 e nella PaCO2 dopo 2-4 ore di NIV; * Mann-Whitney test. SD: Standard 

Deviation. 

GENERE 


ΔpH 

DICOTOMICO 

M (21) 16 (47.1) 5 (62.5) 

F (21) 18 (52.9) 3 (37.5) 

< 0.1 (24) 17 (50) 7 (87.5) 

≥ 0.1 (18) 17 (50) 1 (12.5) 

p* 

0.432 0.533 0.11-2.59 

0.054 0.143 0.016-1.290 

Tabella 8b. Analisi descrittiva e univariata per variabili qualitative, limitata al sottogruppo di pazienti con pH 

iniziale > 7.20 e ≤ 7.25 (n= 42). ΔpH: variazione nel pH dopo 2-4 ore di NIV; OR: Odds ratio; IC 95%: intervallo di 

confidenza al 95%; * Chi-square test. 

42



VARIABILI 

FAILURE 

p OR IC 95% 

Genere 0.488 0.541 0.096-3.066 

Età 0.272 1.068 0.950-1.201 

pH START 0.095 7E+0.26 0.000-2E+058 

pH NIV 0.235 0.000 0.000-914.845 

ΔpH (NIV-START) 0.096 0.000 0.000-11.662 

Tabella 9a. Modello di analisi multivariata limitata al sottogruppo di pazienti con pH START > 7.20 e ≤ 7.25 (n= 

42), ottenuto considerando l’outcome Failure/Success e inserendo il ΔpH come variabile quantitativa. Le 

covariate utilizzate sono quelle con p < 0.25 all’analisi univariata, nonché quelle ritenute di interesse statistico a priori 

(età, genere). ΔpH: variazione nel pH dopo 2-4 ore di NIV; NIV: non invasive ventilation, ventilazione meccanica non 

invasiva; OR: Odds ratio; IC 95%: intervallo di confidenza al 95%. 

VARIABILI 

FAILURE 

p OR IC 95% 

Genere 0.418 0.477 0.080-2.857 

Età 0.178 1.084 0.964-1.220 

pH START 0.181 123073044926128400000000.000 0.000-8.729E+056 

pH NIV 0.528 43008.240 0.000-10915763895725030000.000 

ΔpH DICOTOMICO 

(< 0.1 / ≥ 0.1) 

0.083 0.143 0.016-1.290 

Tabella 9b. Modello di analisi multivariata limitata al sottogruppo di pazienti con pH START > 7.20 e ≤ 7.25 (n= 

42), ottenuto considerando l’outcome Failure/Success e inserendo il ΔpH come variabile qualitativa. Le covariate 

utilizzate sono quelle con p < 0.25 all’analisi univariata, nonché quelle ritenute di interesse statistico a priori (età, 

genere). ΔpH: variazione nel pH dopo 2-4 ore di NIV; NIV: non invasive ventilation, ventilazione meccanica non invasiva; 

OR: Odds ratio; IC 95%: intervallo di confidenza al 95%. 

4.3.3 Analisi limitata al sottogruppo di pazienti con APACHE II > 20.5 

Il cut-off di APACHE II 20.5 ha individuato un totale di 99 pazienti con un valore superiore, 

di cui 63 (63.6 %) appartenenti al gruppo Success, e 36 (36.4 %) al gruppo Failure. 

Le stesse variabili valutate nell’analisi effettuata sulla popolazione per intero sono state 

qui considerate; anche in questo caso il ΔpH (NIV-START) è stato espresso sia come 

variabile quantitativa, sia come variabile qualitativa (< 0.1 / ≥ 0.1). 

I pazienti in cui la NIV si è mostrata efficace nel prevenire la morte e/o l’ETI e/o la 

tracheostomia, avevano, rispetto al gruppo Failure: a) valori di APACHE II 

43



significativamente inferiori (rispettivamente 24.54 ± 3.16 vs 27.72 ± 4.91, p = 0.001), e b) 

valori di PaO2 dopo 2-4 ore di NIV significativamente inferiori (rispettivamente 65.84 ± 

13.68 vs 72.47 ± 15.10, p = 0.031) (Tabelle 10a e 10b, pagg. 44 e 45). 

Nell’analisi di regressione logistica le covariate che hanno mostrato di avere un effetto 

indipendente statisticamente significativo sull’outcome sono APACHE II e PaO2. 

All’aumentare dei valori di queste ultime, aumenta il rischio di fallimento della NIV (per 

APACHE II p = 0.001, OR 1.222, IC 95 % 1.087-1.375; per PaO2 NIV p = 0.041, OR 

1.034, IC 95 % 1.001-1.067) (Tabella 11, pag. 45). 




ETA’ 71.60; 72.00 (7.29) 73.72; 74.00 (8.11) 0.145 

PaO2 START 54.29; 52.00 (19.87) 56.44; 55.50 (18.75) 0.373 

PaCO2 START 96.75; 94.00 (17.12) 99.19; 95.50 (17.99) 0.436 

pH START 7.24; 7.24 (0.06) 7.22; 7.23 (0.09) 0.444 

FR START 24.89; 25.00 (9.69) 24.86; 30.00 (10.50) 0.857 

GCS 11.33; 12.00 (2.90) 10.11; 10.50 (3.23) 0.060 

APACHE II 24.54; 24.00 (3.16) 27.72; 27.50 (4.91) 0.001 

PaO2 NIV 65.84; 63.00 (13.68) 72.47; 69.00 (15.10) 0.031 

PaCO2 NIV 81.13; 81.00 (13.75) 80.67; 81.00 (17.22) 0.930 

pH NIV 7.32; 7.33 (0.06) 7.32; 7.31 (0.08) 0.553 

DURATA DEGENZA 14.14; 12.00 (8.90) 14.39; 8.50 (14.33) 0.177 

ΔpH (NIV-START) 0.08; 0.08 (0.06) 0.1; 0.09 (0.07) 0.318 

ΔPaO2 (NIV-START) 11.55; 11.00 (20.74) 16.03; 17.00 (24.01) 0.215 

ΔPaCO2 (START-NIV) 15.62; 12.00 (14.02) 18.53; 14.5 (15.05) 0.193 

Tabella 10a. Analisi descrittiva e univariata per variabili quantitative, limitata al sottogruppo di pazienti con 

APACHE > 20.5 (n= 99). PaO2: Pressione parziale di ossigeno nel sangue arterioso; PaCO2: Pressione parziale di 

anidride carbonica nel sangue arterioso; FR: frequenza respiratoria; GCS: Glasgow Coma Scale; APACHE II: Acute 

Physiology and Chronic Health Evaluation II; NIV: non invasive ventilation, ventilazione meccanica non invasiva; ΔpH, 

ΔPaO2, ΔPaCO2: variazioni nel pH, nella PaO2 e nella PaCO2 dopo 2-4 ore di NIV;* Mann-Whitney test. SD: Standard 

Deviation. 

p* 

44



GENERE 


ΔpH 

DICOTOMICO 

M (53) 32 (50.8) 21 (58.3) 

F (46) 31 (49.2) 15 (41.7) 

< 0.1 (54) 36 (57.1) 18 (50.0) 

≥ 0.1 (45) 27 (42.9) 18 (50.0) 

0.469 0.737 0.323-1.685 

0.492 1.333 0.586-3.034 

Tabella 10b. Analisi descrittiva e univariata per variabili qualitative, limitata al sottogruppo di pazienti con 

APACHE > 20.5 (n= 99). OR: Odds ratio; IC 95%: intervallo di confidenza al 95%. ΔpH: variazione nel pH dopo 2-4 ore 

di NIV; * Chi-square test. 

VARIABILI 

FAILURE 

p OR IC 95% 

Genere 0.449 0.700 0.278-1.762 

Età 0.491 1.022 0.960-1.088 

GCS 0.651 1.045 0.863-1.266 

APACHE II 0.001 1.222 1.087-1.375 

PaO2 NIV 0.041 1.034 1.001-1.067 

DURATA DEGENZA 0.955 0.999 0.961-1.039 

ΔPaO2 (NIV-START) 0.629 0.994 0.968-1.020 

ΔPaCO2 (START-NIV) 0.783 0.995 0.964-1.028 


Tabella 11. Modello di analisi multivariata limitata al sottogruppo di pazienti con APACHE II > 20.5 (n= 99), 

ottenuto considerando l’outcome Failure/Success. Le covariate utilizzate sono quelle con p < 0.25 all’analisi 

univariata, nonché quelle ritenute di interesse statistico a priori (età, genere). GCS: Glasgow Coma Scale; APACHE II: 

Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II; PaO2: Pressione parziale di ossigeno nel sangue arterioso; ΔPaO2 e 

ΔPaCO2: variazioni nella PaO2 e nella PaCO2 dopo 2-4 ore di NIV; NIV: non invasive ventilation, ventilazione meccanica 

non invasiva; OR: Odds ratio; IC 95%: intervallo di confidenza al 95%. 

4.4 DISCUSSIONE 

Questo studio ha valutato un’ampia popolazione di individui affetti da BPCO in fase di 

riacutizzazione e ARF ipercapnica, trattati con ventilazione meccanica non invasiva in due 

diversi setting, un reparto di terapia semintensiva respiratoria e una unità ordinaria di 

45



pneumologia, entrambi ovviamente privi delle caratteristiche di una UTI. L’obiettivo, come 

già anticipato, è stato innanzitutto quello di raccontare la nostra personale esperienza, 

laddove spesso la letteratura scientifica ci fornisce una immagine proveniente da 

popolazioni altamente selezionate, che caratterizzano situazioni talvolta lontane dalla 

realtà e dalla pratica clinica (il cosiddetto “real world”, come lo definisce Confalonieri [78]). 

E nella nostra esperienza, rappresentata in questo caso da una popolazione di soggetti 

con valori di APACHE II in alcuni casi paragonabili [75, 82, 85], in altri notevolmente 

superiori [86, 94, 97], rispetto a quanto osservabile in analoghi studi precedenti, la NIV 

conferma il suo ruolo strategico nel trattamento della ARF ipercapnica nei pazienti con 

BPCO in fase di riacutizzazione, essendosi mostrata in grado di migliorare 

significativamente gli scambi gassosi. 

Accanto a questo tipo di obiettivo, da un lato abbiamo cercato di evidenziare la presenza 

di parametri clinici presenti al momento del ricovero, che possano aiutarci a scegliere il 

presidio terapeutico più appropriato in questi pazienti; dall’altro ci siamo chiesti se il 

miglioramento degli scambi gassosi dopo un primo trial di NIV possa essere 

effettivamente predittivo di successo. 

L’elemento cruciale risiede probabilmente nella possibilità di gestire con relativa 

tranquillità questo tipo di pazienti al di fuori delle ICU, con due fondamentali implicazioni, 

ossia a) un alleggerimento del carico imposto alle terapie intensive, ormai sature, e b) un 

più razionale utilizzo delle risorse economiche in ambito sanitario: qualche anno fa 

Bartolini e collaboratori definivano le Unità di Terapia Semintensiva Respiratoria come 

efficacissime alternative dal punto di vista dei costi alle ICU nel trattamento dei pazienti 

con COPD [99]. Ovviamente, come già più volte abbiamo sottolineato nei capitoli 

precedenti, è fondamentale a questo proposito fare due tipi di considerazioni: innanzitutto 

la NIV, quando applicata al di fuori delle ICU, deve essere sostenuta e supportata da 

personale sanitario dotato di adeguate esperienza e competenze; in secondo luogo, la 

NIV non è e non può assolutamente essere un sostituto della IMV e deve quindi essere 

applicata in selezionati gruppi di individui nei quali sia possibile prevederne, con un 

adeguato grado di sicurezza, l’efficacia, questo al fine di evitare improvvidi e 

pericolosissimi ritardi nella scelta di sottoporre un paziente a ETI. A tal proposito diventa 

strategico avere a disposizione degli elementi prognostici immediati, che possano fornirci 

informazioni chiare sulla possibilità o meno che la NIV possa essere efficace in un dato 

paziente con ARF e BPCO in fase di riacutizzazione. 

D’altra parte, va anche considerato il fatto che spesso nella pratica clinica quotidiana ci 

troviamo a gestire, come già sottolineato, situazioni molto lontane da quanto fotografato 

dalla letteratura scientifica; in particolare, non è una novità che nei nostri reparti di 

46



pneumologia spesso i pazienti con ARF sottoposti a NIV si trovano in condizioni di 

instabilità clinica con quadri di scompenso dell’equilibrio acido-base che li rendono molto 

più gravi di quanto indicato e “permesso” dalle attuali linee guida. Del resto, le stesse 

linee guida cui abbiamo più volte fatto riferimento in questa trattazione, e che tuttora 

rappresentano importanti capisaldi nella gestione della NIV, risalgono oramai a diversi 

anni fa [3, 4], e necessiterebbero pertanto quantomeno di essere aggiornate sulla base 

della ovvia evoluzione (anche tecnologica) che questo tipo di trattamento ha avuto negli 

ultimi anni. 

A dimostrazione di ciò, gli individui sottoposti a NIV nella popolazione valutata nel nostro 

studio avevano un valore medio di pH iniziale pari a 7.26 ± 0.06, quindi all’interno del 

range definito delle linee guida BTS (7.25-7.35 [3]), ma inferiore al limite posto dalle linee 

guida ATS/ERS [4], al di sotto del quale verrebbe meno l’indicazione alla NIV, ma 

diventerebbe strettamente necessaria l’ETI associata alla IMV. Nel nostro studio, in 

particolare, 76 soggetti (37.8%) avevano un pH iniziale < 7.25 e 34 (16.9%) < 7.20. Non è 

tutto: il tasso di successo della NIV nell’intera popolazione è stato pari a 75.1%, un valore 

simile o superiore a quanto evidenziato da lavori condotti negli ultimi anni [78, 80, 82, 86, 

96]. Analizzando il sottogruppo di individui con pH iniziale < 7.25 il tasso di successo 

(71.4%) non è dissimile rispetto a quanto osservato nell’intera popolazione. A questo si 

aggiunga che la mortalità complessiva osservata nei nostri pazienti, pari al 16.4%, è 

assolutamente in linea con quanto evidenziato in lavori precedenti (6-25%, [75, 100]), e 

che nei 76 pazienti con pH iniziale < 7.25 il tasso di mortalità rimane assestato in questo 

range (19.7%). 

Come interpretare questo dato? Forse non è il pH iniziale da prendere in considerazione 

come elemento discriminante nel definire la gravità clinica di un paziente con ARF e 

BPCO, e nello scegliere il presidio terapeutico più appropriato? 

Nonostante quanto più volte sostenuto in precedenza da vari lavori scientifici [63, 75, 78], 

in effetti nel nostro studio il pH iniziale, pur essendo significativamente inferiore nei 

pazienti appartenenti al gruppo Failure, rispetto ai Success, sia quando è espresso come 

variabile quantitativa, sia quando viene definito in forma dicotomica, nell’analisi 

multivariata non mostra di possedere un effetto indipendente significativo sull’outcome (il 

fallimento appunto). A tal proposito, e a sostegno di questa osservazione, nel 2006, 

Crummy e collaboratori pubblicano un lavoro nel quale dimostrano come in pazienti affetti 

da BPCO riacutizzata e acidosi respiratoria severa (pH < 7.25) la NIV sia in grado di 

determinare miglioramenti significativi nella FR, nel pH e nella PaCO2 in modo 

paragonabile a quanto osservato in pazienti con acidosi respiratoria lieve (pH 7.25-7.35), 

determinando peraltro tassi di successo similari [62]. 

47



Verosimilmente, il pH da solo non è un parametro sufficiente a determinare la possibilità 

di successo o fallimento della NIV. Anche quando si utilizzano altri criteri emogasanalitici, 

come surrogati della risposta alla NIV dopo un primo trial di trattamento (pH, PaCO2, 

PaO2 dopo 2-4 ore di NIV, oppure ΔpH, ΔPaCO2 e ΔPaO2), i risultati sono analoghi: se la 

PaCO2 dopo 2-4 ore di NIV risulta significativamente ridotta nei pazienti destinati a far 

parte del gruppo Success, nessuno dei succitati parametri è legato in maniera 

indipendente all’outcome. La spiegazione di queste osservazioni risiede verosimilmente in 

un fenomeno già spiegato nei capitoli precedenti: come già chiarito da Moretti e 

collaboratori [75], è scientificamente dimostrata l’esistenza di un sottogruppo di pazienti 

affetti da BPCO riacutizzata e ARF ipercapnica (una percentuale stimata dagli autori 

intorno al 20%), destinati ad una prognosi infausta, nonostante una prima iniziale 

significativa risposta alla NIV (la cosiddetta “late failure”). E’ evidente, quindi, che la 

possibilità che un individuo possa essere sottoposto con successo ad un trattamento 

ventilatorio non invasivo non può e non deve dipendere da un criterio meramente 

emogasanalitico. 

Probabilmente data la mancata possibilità di utilizzare la maggior parte dei parametri 

testati (età, genere, PaO2 START, FR START, PaO2 NIV, pH NIV, durata degenza, ΔpH, 

ΔPaCO2 e ΔPaO2) come supporto nel prendere decisioni sul management clinico di un 

paziente, e, nello specifico, sulla applicabilità o meno della NIV, dimostra la necessità di 

individuare un dato clinico o strumentale che fornisca informazioni più ampie sulle 

condizioni cliniche complessive in un individuo. E in effetti, se PaCO2 START, pH START, 

GCS e PaCO2 NIV differiscono significativamente tra in gruppo Success e il gruppo 

Failure, nessuno di questi parametri sembra avere un effetto indipendente sull’outcome. 

Solo lo score APACHE II, probabilmente grazie alla quantità di informazioni che fornisce 

relativamente alla complessiva gravità clinica di un paziente (associando dati relativi 

all’età, alle eventuali anormalità di 12 parametri biochimico-fisiologici e alla presenza di 

patologie croniche [83]), nel nostro lavoro, in tutti i diversi modelli di regressione logistica 

costruiti, sia quando espresso come variabile quantitativa, sia quando indicato in forma 

dicotomizzata, si è mostrato in grado di influire significativamente in maniera indipendente 

sull’outcome. A questo punto uno scoring system da anni applicato in maniera routinaria 

nelle ICU, diventerebbe uno strumento di importanza strategica anche negli ordinari 

reparti di pneumologia. 

Per analizzare ancora più approfonditamente il ruolo del pH (come indice surrogato della 

gravità dell’insufficienza respiratoria) e dell’APACHE II (come indice della gravità clinica 

complessivamente considerata), l’individuazione di valori di cut-off di questi parametri ci 

ha permesso non solo di esprimerli in forma dicotomica e di inserirli nell’analisi (fornendo 

48



peraltro analoghi risultati, rispetto a quando le stesse variabili sono espresse in modo 

quantitativo), ma soprattutto ci ha consentito di individuare dei sottogruppi di soggetti nei 

quali la NIV può, per definizione, essere a più elevato rischio di fallimento. La scelta dei 

valori di cut-off è assolutamente arbitraria, e tiene conto dei diversi contributi, in termini di 

specificità e sensibilità, che ciascun valore del test fornisce, nonché di considerazioni 

pratiche dal punto di vista meramente clinico. Nello specifico, l’individuazione del valore 

20.5 come cut-off per l’APACHE II si è basata prevalentemente sul livello di sensibilità e 

specificità che questo limite possiede, mentre la scelta dei due diversi valori limite per il 

pH (7.20 e 7.25), è derivata anche dal desiderio di analizzare la situazione e gli effetti 

della NIV in un sottogruppo di pazienti che, almeno, secondo le linee guida, non 

sarebbero candidabili al trattamento ventilatorio non invasivo. E se anche nel sottogruppo 

di pazienti più gravi (ossia quelli con APACHE II > 20.5), questo scoring system conferma 

il suo ruolo determinante nell’individuare i soggetti nei quali la NIV è ad alto rischio, in 

coloro che hanno un pH iniziale compreso tra 7.20 e 7.25, il dato emogasanalitico, e il pH 

in particolare, sia quando valutato all’inizio, sia quando considerato indice della risposta 

clinica dopo un primo trial di NIV, conferma di essere un parametro sopravvalutato negli 

anni [41, 73, 75, 78, 81, 82, 86]. E’ evidente, quindi, come la scelta del parametro pH 

come indice del rischio di fallimento e come guida nello stabilire l’applicabilità della NIV, 

rappresenti un criterio oramai superato. 

Il dato, osservato nel sottogruppo di pazienti con APACHE II > 20.5, che la PaO2 

eserciterebbe addirittura un effetto determinante l’aumentato rischio di fallimento, 

potrebbe essere giustificato dagli effetti che una PaO2 aumentata può avere sulla 

ventilazione alveolare, che condizionano notevolmente la variazione del pH e della PaCO2 

(pur in ventilazione), e in ultima analisi, quindi, la risposta al trattamento e l’outcome. 

Per concludere, è necessario spiegare la ragione per la quale i dati relativi al pH END, alla 

PaCO2 END e alla PaO2 END non sono stati inseriti nei vari modelli di regressione 

logistica: tali parametri sono quelli misurati alla conclusione del periodo valutativo, ossia 

ad esempio alla dimissione o nella fase del peggioramento clinico finale del paziente (a 

ridosso dell’exitus oppure dell’ETI); è intuibile, quindi, cosa peraltro ben visibile nell’analisi 

univariata, come tali parametri possano differire significativamente nei due gruppi 

(Success e Failure), ma ovviamente questo non ha un significato, né clinico, né pratico, 

per quanto riguarda gli obiettivi del nostro lavoro. 

Questo studio ha due limiti sostanziali: pur essendo la popolazione valutata notevolmente 

più ampia rispetto alla maggior parte dei lavori precedenti sull’argomento [41, 62, 73, 75, 

81, 82, 85-87, 89, 90, 92, 94, 97], non è stato possibile (data la natura retrospettiva del 

disegno) ottenere informazioni complete relativamente alle comorbidità dei pazienti 

49



esaminati e soprattutto alle cause ultime del fallimento della NIV. I dati a disposizione 

sulle malattie da cui ciascun individuo era affetto erano prevalentemente anamnestici e 

basati nella maggior parte dei casi su informazioni riferite dal paziente stesso, e pertanto 

non necessariamente supportate da un dato clinico e/o strumentale. E’ questa la ragione 

per la quale il dato sulle comorbidità, nonostante di importanza strategica ai fini dei nostri 

obiettivi, non è stato inserito nell’analisi statistica. Bisogna però considerare che il 

parametro APACHE II contiene già in se informazioni sulle comorbidità preesistenti. 

Per quanto riguarda invece le cause del fallimento della NIV, purtroppo la mancanza di tali 

informazioni è da ascrivere esclusivamente ad una carenza nel processo di raccolta dati; 

è prevedibile che tali informazioni avrebbero aggiunto elementi fondamentali alle nostre 

osservazioni, ed è pertanto auspicabile che tale questione venga approfondita in un altro 

studio clinico. 

4.5 CONCLUSIONI 

L’efficacia della ventilazione meccanica non invasiva nella terapia delle riacutizzazioni 

della broncopneumopatia cronica ostruttiva è così ben dimostrata che le linee guida 

internazionali ne raccomandano l’applicazione come trattamento di prima linea 

nell’insufficienza respiratoria acuta con acidosi respiratoria. Nonostante questo, poiché la 

NIV può essere utilizzata in diversi contesti e setting, è fondamentale conoscerne la 

probabilità di fallimento, in maniera tale da fare la scelta più appropriata tra NIV o 

intubazione oro-tracheale effettuata più precocemente. 

Riteniamo che l’utilizzo dello score APACHE II, non solo come avviene di routine nei 

reparti di Terapia Intensiva, ma anche nelle ordinarie Pneumologie, possa rendere 

possibile la previsione a priori della probabilità che la NIV sia fallimentare, in modo da 

ridurne il prolungato uso nei casi di inutilità, così da evitare di applicare troppo 

tardivamente modalità ventilatorie di tipo invasivo. 

50



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59



6. LISTA DELLE ABBREVIAZIONI 

APACHE II: Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II 

ARF: Acute Respiratory Failure; Insufficienza respiratoria acuta 

ATS: American Thoracic Society 

AUC: Area Under the Curve; Area sotto la curva 

BPCO: Broncopneumopatia Cronica Ostruttiva 

BMI: Body Mass Index 

BTS: British Thoracic Society 

EPA: Edema Polmonare Acuto 

ER: Emergency Room; Pronto Soccorso 

ERS: European Respiratory Society 

ETI: Endotracheal Intubation; Intubazione oro-tracheale 

FiO2: Frazione Inspiratoria di Ossigeno 

GCS: Glasgow Coma Scale 

ICU: Intensive Care Unit; Unità di terapia intensiva 

IMV: Invasive Mechanical Ventilation; Ventilazione meccanica invasiva 

LR: Likelihood Ratio 

NIV: Non Invasive Ventilation; Ventilazione meccanica non invasiva 

NIMV: Non Invasive Mechanical Ventilation; Ventilazione meccanica non invasiva 

PaCO2: Pressione parziale di anidride carbonica nel sangue arterioso 

PaO2: Pressione parziale di ossigeno nel sangue arterioso 

PCR: Proteina C Reattiva 

PCV: Pressure Controlled Ventilation; Ventilazione pressometrica controllata 

PEEP: Positive End Espiratory Pressure; Pressione positive di fine espirazione 

PS: Pressure Support; Pressione di supporto 

PSV: Pressure Support Ventilation; Ventilazione a pressione di supporto 

RCTs: Randomized Controlled Trials; Trials clinici randomizzati e controllati 

ROC: Receiver Operator Characteristic 

RR: Respiratory Rate; Frequenza respiratoria 

StcO2: TransCutaneous Oxygen Saturation; saturazione ossiemoglobinica misurata per 

via transcutanea 

SIMV: Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation; Ventilazione mandatoria 

controllata intermittente 

VCV: Volume Controlled ventilation; Ventilazione volumetrica controllata 

60



Vt: Tidal Volume; Volume corrente 

Vte: Volume corrente espirato 

61

La ventilazione meccanica non invasiva nel trattamento ... - Padis

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