A principios del 2020 la pandemia ocasionada por el SARS-CoV-2 atacaba a la mayoría de países del mundo. En España la enfermedad se propagó con mayor virulencia a principios de marzo y la Comunidad Autónoma de Madrid ha sido el área geográfica más afectada del país, con alrededor del 33% de las muertes ocasionadas por la COVID-19. Uno de los principales retos en el manejo de la COVID 19 era el aumento súbito y exponencial de la demanda de camas de cuidados intensivos y con ventilación mecánica (1) (2) . Por ello, uno de los principales desafíos a los que tuvo que hacer frente el sistema de salud regional de Madrid fue el de garantizar el aumento de la capacidad de sus UVIs.
En este artículo describimos nuestra experiencia y los aspectos más cruciales que tuvieron que afrontarse durante este periodo de extrema dificultad en un hospital terciario universitario, en los Servicios de Medicina Intensiva y Anestesiología. Nos centramos en particular en las estrategias de escalada y desescalada en el marco de la respuesta institucional a la pandemia. El Hospital Ramón y Cajal es el hospital de referencia para la zona norte de la ciudad y de la comunidad, con una población de 600.000 habitantes. Es centro de referencia en Código Ictus, cirugía cardiotorácica, patología aórtica y cuenta con uno de los programas más activos en trasplante hepático y renal. Su capacidad habitual es de 901 camas de hospitalización, 45 quirófanos y 38 camas de cuidados intensivos (repartidas en 2 unidades una llevada por el servicio de anestesia y una por el servicio de medicina intensiva). Utilizamos el sistema informático del hospital para recuperar los datos relativos a la hospitalización de pacientes en unidades de Cuidados Intensivos durante los meses de marzo y abril de 2020. Asimismo, obtuvimos los datos relativos a la actividad quirúrgica (programada y de urgencia) durante el mismo periodo de tiempo. Evaluamos el aumento de pacientes que requirieron ingreso en J o u r n a l P r e -p r o o f 3 Al inicio del brote en Madrid, la Dirección del hospital creó un grupo de trabajo encargado del manejo de los recursos del hospital y de su reorganización. Uno de los aspectos clave de esta estrategia fue la capacidad de adaptación de las decisiones y protocolos (actualizados cada día) a la situación rápidamente cambiante impuesta por la pandemia. El grupo de trabajo fue responsable de la implementación del plan de contingencia (abertura de nuevas UVIs y repartición de personal) y validación de los protocolos hospitalarios de manejo y tratamiento de la enfermedad. Las cirugías programadas fueron reducidas a un nivel mínimo, en particular suspendiendo todos los programas de cirugía ambulatoria y la cirugía programada no oncológica. Se establecieron circuitos exclusivos para pacientes COVID-19 para eliminar la potencial diseminación intrahospitalaria de la enfermedad. En el caso de los pacientes que precisaban de cuidados críticos, todas las camas de UVI disponibles se reagruparon y reorganizaron, acabando con la separación previa entre los Servicios de Anestesiología y Medicina Intensiva. El triage de pacientes se realizó de acuerdo a las guías de la Sociedad Española de Medicina Intensiva (3). Se estableció un protocolo dentro del hospital por el cual, a los pacientes con factores de riesgo para el deterioro clínico y candidatos a cuidados intensivos se les asignaba una alerta en el sistema informático del centro. Esta estrategia permitió al equipo de urgencias del hospital el seguimiento de los potenciales casos de pacientes críticos y una identificación precoz de los casos que precisaban de una escalada terapéutica e ingreso en UVI. Inicialmente, la Unidad de Cuidados Críticos Quirúrgicos, que contaba con box de presión negativa, fue reasignada a los pacientes COVID-19 y recibía los ingresos nuevos pendientes de confirmación. Secuencialmente se abrió una segunda Unidad para pacientes críticos COVID-19 confirmados y la antigua URPA se reorganizó como nueva unidad de cuidados críticos para pacientes con PCR negativa. Así, una única Unidad recibía directamente los pacientes de la Urgencia y las plantas de hospitalización, proporcionando el tratamiento inicial en condiciones de seguridad para evitar la transmisión de patógenos. Todos los casos de pacientes críticos provenientes de la Urgencia o de la planta se trataban como casos sospechosos y se ingresaban en esta "unidad de contención" en un box de presión negativa hasta confirmación del diagnóstico mediante PCR (entre 4 y 6 horas). Una vez que se confirmaba o Page 4 of 21 J o u r n a l P r e -p r o o f 4 descartaba el diagnóstico, los pacientes eran trasladados a la UVI "sucia" (COVID-19) o a la UVI limpia según correspondía.
Esta estrategia del manejo de pacientes es la más descrita en la literatura en los brotes epidémicos (4),y era la opción más lógica al inicio del brote, antes de que el incremento de pacientes fuera tan apabullante. De hecho, la validez de esta estrategia fue relativamente corta, dado el creciente número de pacientes que requerían ingreso de UVI. Para intentar equiparar la demanda de camas de UVI, se abrieron secuencialmente nuevas unidades. En una semana (del 17 al 24 de marzo de 2020) se abrieron cuatro nuevas unidades para garantizar que los pacientes que necesitaban ingreso en UVI lo tuvieran en condiciones de seguridad (Figura 1). Muchos de los pacientes en este momento ya tenían diagnóstico confirmado por COVID-19 al ingreso en UVI y provenían de las plantas de hospitalización, con la paralela caída en los ingresos desde la Urgencia. Los pacientes con diagnóstico ingresaban directamente en las unidades COVID-19.
De cara a la apertura de nuevas unidades en un periodo tan escueto de tiempo, los principales problemas afectaron a la disponibilidad de infraestructura, personal y material.
El principal factor limitante para convertir potenciales áreas en unidades de cuidados intensivos fue la disponibilidad de tomas de gases, sistemas de aspiración y fuentes de alimentación (5) . El sistema de suministro de oxígeno del hospital tuvo que incrementarse de forma precoz durante la pandemia en previsión a lo reportado por hospitales italianos que se enfrentaron a un fallo del sistema por la creciente demanda derivada de un mayor número de pacientes COVID (6)(7). Las áreas candidatas a convertirse en unidades de críticos se seleccionaron en base a la disponibilidad de espacio y la posibilidad de aislar o separar pacientes con una mínima intervención. Se seleccionaron 6 áreas del hospital para posibles "nuevas UVIs": una URPA de 14 camas, un área de hospital de día Page 5 of 21 J o u r n a l P r e -p r o o f 5 quirúrgico con 24 camas, una URPA y hospital de día pediátrico de 14 camas, y el bloque quirúrgico principal del hospital con 28 camas (2 camas por cada quirófano), una unidad coronaria con 15 camas y una segunda área de hospital de día quirúrgico con 16 camas. En total se estudió la posibilidad de ampliar las camas de UVI hasta 145, que afortunadamente no se tuvieron que utilizar en su totalidad durante el pico del brote de COVID-19.
En el Servicio de Anestesiología y Reanimación, aproximadamente el 50% de los facultativos tenía experiencia en cuidados críticos y todos los residentes reciben formación a este respecto de acuerdo con el currículum del sistema de formación sanitaria. Esto permitió la creación de equipos con facultativos con mayor y menor experiencia para garantizar una asistencia y orientación continuas en el desempeño de las tareas y se consiguió la redistribución de todo el personal con mayor experiencia en quirófano al manejo de pacientes críticos. Los residentes mayores, con una experiencia mayor en cuidados críticos, también desempeñaron una asistencia de extremada valía en este sentido.
Durante la crisis no se tuvieron que contratar nuevos médicos en el Servicio de Anestesiología y Reanimación. El Servicio de Medicina Intensiva tuvo que intensificar su carga asistencial y reforzar su plantilla con dos nuevos miembros. Así se pudo distribuir de forma equitativa la carga de trabajo entre los equipos médicos y se pudo mantener un ratio médico-paciente de 1:4-6 durante los turnos de mañana para garantizar la evaluación más pormenorizada que requieren estos complejos pacientes.
El personal de enfermería supuso un reto mayor. La formación en cuidados críticos no está tan establecida entre el personal de enfermería, y la creación de equipos con distintos grados de experiencia para proporcionar una orientación continua al personal con menor experiencia no se realizó de forma tan sistemática como entre el personal médico. En primer lugar, el personal de enfermería de quirófano, con cierta experiencia en el manejo de respiradores y el ámbito quirúrgico, fue reasignado a las "nuevas UVIs" pero a medida que se abrían más unidades el personal de planta también tuvo que ser redistribuido y nuevo personal de enfermería contratado. A pesar del intento 7 respiradores de quirófano el personal médico estaba compuesto solo por anestesistas que estaban más familiarizados con estas máquinas y sus peculiaridades.
La disponibilidad de Equipos de Protección Individual (EPI) también ha sido limitante, en términos de cantidad y estándares de calidad, que en ocasiones han resultado subóptimos. La minimización del número de personal encargado de cada paciente y procedimiento así como la protocolización de la administración de terapias y de los cuidados de enfermería, fueron las estrategias que demostraron una mayor eficacia en términos de evitar un uso excesivo de EPIs. Además la protocolización de la ejecución, y la programación de los tratamientos (como el posicionamiento en prono) ha sido extremadamente efectiva en ahorrar EPIs (10).
Durante el pico de la epidemia (30 y 31 de marzo 2020) en el hospital estuvieron ingresados 983 pacientes con diagnóstico de COVID-19, de estos 101 estaban ingresados en una UVI y con ventilación mecánica invasiva. En paralelo, había otros 10 pacientes sin COVID-19 ingresados en UVI, siendo la capacidad total de 129 camas de UVI. El plan de contingencia hizo posible que el hospital siempre tuviese camas de UVI disponibles para poder ingresar pacientes (Figura 2).
Tras dos semanas de estabilización en el número de ingresos de UVI, hospitalización en unidades de críticos, ingresos hospitalarios y ocupación de camas se inició una estrategia de desescalada activa. La desescalada activa se implementó principalmente mediante el cambio de pacientes entre las UVIs COVID-19 y la creación de unidades de cuidados intermedios adicionales.
Los nuevos ingresos de UVI se dirigían hacia las nuevas unidades creadas en las áreas quirúrgicas o en las URPAs. Asimismo, a medida que se disponían de nuevas camas en las UVI originales, los pacientes más complejos, con una evolución más prolongada o aquellos con necesidades crecientes de soporte (terapia renal sustitutiva, ECCO2R; ECMO) se trasladaban a las mismas. En este sentido, las "nuevas" unidades recibían el grueso de los nuevos ingresos, proporcionando el tratamiento inicial y un proceso Page 8 of 21 J o u r n a l P r e -p r o o f 8 de triage continuado. Los pacientes con una evolución más favorable, fácilmente ventilables y con un destete respiratorio más rápido permanecían en estas unidades y se trasladaban a las unidades intermedias cuando era adecuado. Los pacientes más complejos se trasladaron a las UVIs originales, mejor preparadas para su manejo.
De acuerdo con esta estrategia, se pudieron cerrar relativamente rápido, dos de las nuevas UVIs y agrupar a los pacientes con una enfermedad más grave (figura 3). A medida que las "nuevas" UVIs se cerraban el personal pudo ser reorganizado. Una parte de los efectivos volvieron a sus actividades pre epidémicas (especialmente el personal de los quirófanos, a medida que la actividad quirúrgica programada volvió a empezar), y la otra parte se mantuvo en las UVIs para participar en actividades de formación y de recogida de datos, y disponible en caso de una nueva escalada frente a un aumento de casos.
La pandemia por COVID-19 supone un reto extraordinario para los sistemas sanitarios y uno de los desafíos principales a los que estos deben enfrentarse es la capacidad de proporcionar cuidados críticos a un gran número de pacientes.
Los retos específicos en el suministro de cuidados críticos incluyen cuestiones de infraestructura, la disponibilidad de materiales complejos y difícilmente asequibles como ventiladores mecánicos y en especial, personal, en concreto personal de enfermería con formación específica.
Creemos firmemente que para hacer frente de forma efectiva al aumento de pacientes que precisan cuidados críticos son vitales unas estrategias claras de escalada y desescalada. Las estrategias implementadas en nuestra experiencia, que se adaptaron precozmente a la llegada y salida de pacientes, desde y entre las distintas unidades, permitió un ajuste continuo del sistema al escenario impuesto por la epidemia de COVID-19.
Page 9 of 21 J o u r n a l P r e -p r o o f 9 También creemos que, pese a los múltiples factores limitantes, incluidos los humanos, de infraestructura y los materiales, la capacidad de camas de UVI se puede incrementar de forma muy significativa mediante una gestión habilidosa y sobre todo, flexible.
Las estrategias descritas nos han permitido incrementar la disponibilidad de camas de UVI desde 38 hasta 129, lo que representa un incremento del 340%. Esa capacidad de aumento ha permitido al hospital proporcionar cuidados intensivos a todos los pacientes con necesidad, sin tener que recurrir a traslados interhospitalarios o reajuste de los criterios de ingreso en la UVI. La estrategia de desescalada activa ha permitido una reanudación temprana de la actividad quirúrgica programada y la provisión de asistencia sanitaria después del pico de la epidemia.
Cualquier hospital que se enfrente a un aumento de la demanda de camas de UVI como el que hemos vivido nosotros debe contar con un plan de contingencia establecido, con estrategias patentes de escalada y desescalada.
At the beginning of 2020 the novel coronavirus SARS-CoV-2 created a pandemia affecting most countries in the world. In Spain the disease started spreading in March 2020, and the province of Madrid has been the most affected area, accounting for about 33% of disease related deaths. One of the challenges imposed by the disease is the sudden increase in demand for intensive care unit (ICU) beds and mechanical ventilation (1) (2) . Therefore, providing a surge in ICU capacity was one of the main tests the regional healthcare system in Madrid had to undertake.
In this article we describe the strategies put in place to escalate and de-escalate the response to the outbreak, within the Anaesthesia (surgical ICU) and Intensive Care Medicine (medical ICU) departments at a large university hospital. Hospital Ramón Y Cajal, provides healthcare for a large area of the north of Madrid, with a population of 600.000 inhabitants. It is a hub for stroke, cardiothoracic and aortic pathology, and organ transplantation, it has a capacity of 901 beds, 38 ICU beds, and 45 functioning operating rooms. We used the hospital information system to obtain data regarding hospitalizations requiring ICU admission, and surgical activity, between the 1 st of March and the 15 th of May 2020. We evaluated the surge of critical care patients compared to the improved availability of IC beds through the hospital's contingency plan.
Page 11 of 21 J o u r n a l P r e -p r o o f 11 The hospital contingency plan was managed by a task force (composed by a member of the hospital board and the chiefs of the medical services) which met daily and maintained contact throughout the outbreak. The task force was responsible for implementation of the contingency plan (opening of new ICUs and allocation of staff members) and validation of treatment and management protocols of COVID-19 patients. A key aspect for success has been the adaptability of decisions and protocols to the rapidly evolving conditions imposed by the outbreak. Elective surgeries were reduced to a minimal, in particular shutting down all day-surgery programs and elective non oncological surgery. Exclusive COVID-19 pathways were established in order to eliminate possible intra hospital spread of the disease. All the available ICU beds of the hospital were pooled together and reorganized, disrupting the former separation in between Anaesthesia and ICM departments. Triage of patients, and criteria for ICU admission, followed the Spanish intensive care society guidelines (3). Patients with risk factors for deterioration and who were candidates for ICU, were flagged within the hospital clinical information system following these guidelines. This allowed the intra hospital emergency team to follow up daily on all possible critical care cases, and provide early ICU admission when needed. The former surgical ICU, with negative pressure rooms, was gradually allocated to COVID-19 patients, and receiving admissions pending diagnostic confirmation. A second ICU was designated for COVID-19 confirmed cases and a third unit dedicated to ICU patients with negative swabs (former coronary unit). Therefore one "buffer" unit provided initial treatment, complying with airborne pathogen containment procedures. Once diagnosis was confirmed, the patients were transferred to the appropriate unit.
This patient management strategy is the most described in the literature when dealing with infectious outbreaks (4), and was applied at the beginning of the outbreak, before the surge of patients became overwhelming. In fact, patient numbers rapidly escalated and new units had to be opened. Within one week (17 th -24 nd March) 4 new ICUs were sequentially opened in order to comply with this growing demand (Figure 1) . Most of ICU patients at this time were confirmed COVID-19 cases, and came from hospital wards, concurrently admissions from the ED dropped dramatically.
The first limiting factor for candidate areas to become ICUs was the presence of adequate medical gases, suction, and power supply (5) . The hospitals oxygen supply was increased before the outbreak following the experience of Italian hospitals which faced a failure of the system due to the surge of COVID patients (6)(7). The second selection criteria was the possibility to isolate/separate patients with minimal intervention on the existing groundwork. Following these criteria 6 areas were selected to host "new" ICUs: a post anaesthesia care unit (PACU) with 14 beds, a surgical day-hospital ward with 24 beds, a paediatric PACU and day-hospital ward with 14 beds, the main operating rooms floor with capacity for 28 beds, the coronary unit with 15 beds, and a second day-surgery ward with 16 beds. In total the possibility to increase capacity to 145 full ICU beds, which fortunately did not have to be fully utilized during the outbreak.
Within the anaesthesia department almost 50% of the physicians had experience in IC, and residents are trained in IC according to the Spanish Anaesthesia curriculum. This allowed to create teams in which physicians more skilled in IC were paired with less experienced colleagues in order to provide continuous guidance and assistance on the job, and allowing all Operating Room (OR) medical personnel to be repurposed towards attending ICU patients. The crisis could be managed by the anaesthesia department without having to hire new personnel. The ICM department also had to intensify its work, and hire two physicians. This way the workload could be evenly distributed within all medical teams, and a physician:patient ratio of 1:4-6 could be maintained during morning shifts, in order to provide thorough management for these complex patients. Throughout the outbreak all ICU shifts (day and night) were covered by intensive care trained physicians. Nursing staff posed a bigger challenge. ICU training is not as well spread amongst nurses, and the creation of teams with different level of experience, providing "on the job" guidance, did not work as smoothly as with physicians.
Page 13 of 21 J o u r n a l P r e -p r o o f 13 Firstly all perioperative nursing staff, experienced in managing ventilators and the OR environment was redeployed. However as new units were opening, also general wards nurses had to work in the ICU, and new nursing staff had to be hired. Teaching and formation was provided throughout the crisis to all newly repurposed nursing staff, but given the overwhelming rapidity at which this outbreak escalated this strategy proved insufficient.
Mechanical ventilators are a well described bottleneck when dealing with a surge of COVID-19 patients. The initial strategy to increase available mechanical ventilators, was to redeploy old machines which were in stock. Following the end of stocked ventilators, anaesthesia machines were repurposed as ICU ventilators (owing to the suspension of most programmed surgical activity). The repurposing of Anaesthesia machines as ICU ventilators has been allowed by most national regulating bodies during the COVID-19 pandemic (8) . Its use was key in allowing a rapid increase in the capacity to ventilate patients, and also allowed in some cases the use of halogenated agents for sedation.
Challenges imposed by repurposed ventilators have been related to fresh gas flow (FGF) setting, humidification and retesting of the machines. Manufacturers advise different settings of FGF during long term ventilation. Our policy was to set FGF at 100% of minute ventilation (MV) or above, this allowed to reduce the generation of moisture within the circuit and stretch the window for retesting of machines to 72h (8)(9). In order to perform retesting, a transportation ventilator was used. Finally, active humidification is not possible with Anaesthesia machines. The management strategy was to assign Anesthesia machines to patients in the acute phases of the respiratory disease in which many patients required controlled modes of ventilation and in many cases neuromuscular blockade. This allowed to more effectively assign ICU ventilators to more complex cases and weaning processes.
Units in which anaesthesia machines were used as long term ventilators were managed by appropriate medical and nursing staff, in particular physicians were all anesthesiologist, more familiar with these machines and their peculiarities. standards, which sometimes have proven to be suboptimal. Thorough protocolization of nursing procedures, and patient handling, minimizing the number of staff entering in contact with patients was a useful way to reduce the number of PPEs used. Also protocolization of the execution, delivery and scheduling of therapies (such as prone positioning) has proven to be effective in avoiding excessive use of PPEs (10).
During the peak of the outbreak (30 th -31 st of March 2020) there were 983 COVID-19 patients hospitalized, 101 of which in an ICU and on a ventilator. At the same time 10 non COVID-19 patients were hospitalized in ICU, and the hospital's total ICU capacity was 129 beds. Therefore there were always available resources for patients in need, and the hospital's capacity was not overwhelmed ( Figure 2 ).
An active de-escalation strategy was implemented after two weeks of stable numbers in ICU admission and occupancy. Active de-escalation was implemented by changing the stream of patients throughout the COVID-19 ICUs, and creating additional intermediate care units. New ICU admissions were mainly directed towards the "new units" created in ORs or PACUS. At the same time, as beds became available in the "original" ICUs, the most complicated patients, or the ones requiring more intense treatment (renal replacement therapy/ECCO2R/ECMO), were transferred to these units. This way the "new" units received the bulk of new admissions, provided early treatment, and a continuous triage process.
Patients which were easier to ventilate and manage, and could be weaned more rapidly from mechanical ventilation were treated in these units. More complex and long term patients were transferred to the "original" ICUs. This strategy allowed rapid closure of two of the newly opened ICUs, and pooling patients with a more severe disease in a more appropriate environment ( Figure 3 ). As the newly opened ICUs were being closed staff members were also reorganized. Some staff were repurposed to their former tasks (in particular OR staff as surgical activity started to raise), however some extra staff (both medical and nursing) was maintained in the ICU in order to participate in training activities and data collection, and in case of a sudden increase in COVID-19 cases.
The COVID-19 epidemic poses healthcare systems under formidable stress. The specific challenges in critical care include hospital infrastructure, complex and not easily obtainable materials such as mechanical ventilators, and most importantly staff, in particular ICU trained nurses. We believe that in order to effectively face a surge of patients in need for critical care a clear escalation and deescalation strategy is vital. The strategies implemented in our experience, by promptly adapting the inflow and outflow of patients, to, from and between, the different Units in place, has allowed for a continuous adjustment of the system to the scenario imposed by the COVID-19 epidemic. We believe that, despite many possible restraining factors, including human, infrastructure and material resources, the limits of a hospital ICU surge capacity can be greatly expanded through smart and, more importantly, flexible management. During the COVID-19 outbreak the strategies described allowed us to increase our ICU capacity from 38 to a total of 129 fully equipped ICU beds, which represents a 340% increment. The increased availability of ICU beds allowed the hospital to provide care for all patients in need, without recurring to inter hospital transfers or revision of ICU admission criteria. The active de-escalation strategy allowed the hospital to rapidly resume elective surgical activity and provision of healthcare after the peak of the outbreak.
Any hospital anticipating a surge in ICU necessity such as the one we have faced should have a clear contingency plan, including escalation and de-escalation strategies.
Grasselli G, Zangrillo 