Kombinovaná vysokofrekvenční oscilace a insuflace tracheálního plynu pro syndrom těžké akutní respirační tísně

CÍLE A ZÁKLADNÍ HYPOTÉZY

Vysokofrekvenční oscilace (HFO) má příznivé fyziologické účinky u syndromu akutní respirační tísně (ARDS) [1–4]. Nedávná randomizovaná kontrolovaná studie HFO versus konvenční mechanická ventilace (CMV) s tradičními dechovými objemy (10,1 ± 2,8 ml•kg-1 předpokládané tělesné hmotnosti) zaznamenala trend ke snížení 30denní úmrtnosti v rameni HFO (37 % oproti 52 % ve skupině CMV, P = 0,10) [3]. Doposud nebyl HFO srovnáván s CMV s nízkými dechovými objemy (6,2 ± 1,1 ml•kg-1 předpokládané tělesné hmotnosti) u ARDS [5] s ohledem na respirační fyziologii a klinický průběh.

Hlavními mechanismy výměny plynů během CMV jsou objemová konvekce a difúze. [4, 6]. Tracheální plynová insuflace (TGI) podporuje eliminaci CO2 během CMV [7–9]. Během HFO zahrnují další mechanismy výměny plynů asymetrické profily rychlosti, Taylorovu disperzi/turbulenci, kardiogenní míchání, pendelluftový efekt a kolaterální ventilaci [4, 6].

Nedávno jsme prokázali, že u pacientů se středně těžkým až těžkým primárním ARDS HFO v kombinaci s TGI (HFO-TGI) podstatně zlepšuje oxygenaci ve srovnání se standardním HFO i CMV podle síťového protokolu ARDS [5, 10]. Střední tlak v dýchacích cestách (mPaw) byl nastaven na 1 cm H2O nad bodem maximálního zakřivení (PMC) křivky objemu výdechového tlaku. Během HFO-TGI je pravděpodobně možné snížit mPaw a přitom dosáhnout cílů PaO2 a periferní saturace kyslíkem (SaO2) podobných cílům stanoveným síťovým protokolem ARDS [5]. To může mít za následek snížené a netraumatické ventilační tlaky během HFO-TGI. Kromě toho, pokud jsou výhody výměny plynů související s HFO-TGI zachovány během CMV po HFO-TGI [10], pak může být také možné snížit ventilační tlaky ve srovnání s CMV před HFO-TGI. Použití snížených ventilačních tlaků však může minimalizovat poškození plic související s ventilátorem. V této studii budeme testovat hypotézu, že HFO-TGI může zlepšit respirační fyziologii a klinický průběh pacientů s těžkým ARDS.

METODY Pacienti

Protokol byl schválen vědeckým výborem nemocnice Evaggelismos. Od nejbližších příbuzných pacientů způsobilých k účasti bude vyžadován informovaný souhlas. Způsobilí pacienti by měli splňovat kritéria: 1) časné (diagnóza zjištěná během předchozích 72 h) ARDS podle kritérií Americko-evropské konsensuální konference [11]; 2) závažné poruchy okysličení {definované jako frakce PaO2/vdechovaný kyslík (FiO2) < 150 mm Hg} při ventilaci s pozitivním end-exspiračním tlakem (PEEP) ≥ 8 cm H2O (kritérium pro závažné ARDS); 3) věk 18-75 let, tělesná hmotnost > 40 kg a absence a) silného úniku vzduchu (tj. > 1 hrudní trubice na hemithorax s přetrvávajícím únikem vzduchu po dobu > 72 h); b) systolický arteriální tlak < 90 mm Hg při příjmu tekutin a norepinefrinu při ≥ 0,5 μg/kg/min; c) závažné srdeční onemocnění (tj. ejekční frakce < 40 %, plicní edém v anamnéze a aktivní koronární ischemie nebo infarkt myokardu); d) významná chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN) nebo astma [10]; e) intrakraniální abnormality způsobující nekontrolovatelnou intrakraniální hypertenzi; f) chronické intersticiální plicní onemocnění spojené s bilaterálními plicními infiltráty; g) plicní biopsie nebo resekce při současném přijetí; h) předchozí transplantace plic nebo kostní dřeně nebo přítomnost imunosuprese; i) neschopnost odvyknout od polohy na břiše nebo vdechování oxidu dusnatého; k) těhotenství nebo morbidní obezita (tj. index tělesné hmotnosti > 40 kg/m2); a l) zařazení do jiné intervenční studie. Monitorování pacienta bude zahrnovat elektrokardiografický svod II, hemodynamiku a SaO2. Bude použita hluboká sedace/neuromuskulární blokáda, jak bylo popsáno dříve [10, 12].

Strategie CMV Na jednotce intenzivní péče (JIP) s 37 lůžky v nemocnici Evaggelismos se rutinně používá ventilační strategie podobná síťovému protokolu ARDS. V důsledku toho budou pacienti před randomizací již ventilováni (ventilátor Siemens 300C; nebo Galileo Gold, Hamilton Medical) jednou z kombinací FiO2 a PEEP povolených síťovým protokolem [5]. Podávané dechové objemy budou 5,5-7,5 ml•kg-1 předpokládané tělesné hmotnosti, frekvence ventilace (např. 20-35•min-1) bude upraveno tak, aby pHa bylo udržováno v rozmezí 7,20-7,45; poměr trvání inspirace k trvání výdechu bude 1:1 až 1:3; a cílový plató inspirační tlak bude ≤ 30-35 cm H2O. Cíle okysličení budou PaO2 = 55-80 mm Hg nebo SaO2 = 88-95 %.

Randomizace Pacienti budou náhodně rozděleni do skupiny CMV nebo do skupiny HFO-TGI. Pacienti ve skupině CMV budou nadále dostávat CMV, jak je popsáno výše. Ve skupině HFO-TGI bude 30 minut před zahájením HFO-TGI postupně sestrojena inspirační a exspirační tlaková objemová křivka pomocí techniky lineární tlakové rampy (kdykoli je to klinicky proveditelné [10, 13].

Strategie HFO-TGI Ventilátor Sensormedics 3100B [10] bude připojen k endotracheální trubici. Do endotracheální trubice bude také zaveden tenký katétr Vygon TGI {vnitřní / vnější průměr = 1,0 / 2,0 mm, respektive [10]}. Špička katétru TGI bude umístěna 0,5–1 cm za špičkou endotracheální trubice. Proximální konec katétru TGI bude připojen k průtokoměru O2. Počáteční nastavení HFO bude následující: 1) FiO2 = 100 %, později titrováno směrem k FiO2 předchozího CMV; 2) předpětí = 30 l•min-1; 3) frekvence kmitů = 4,0-5,0 Hz; 4) amplituda oscilačního tlaku = aritmetická hodnota PaCO2 během předchozího CMV + 20-30 cm H2O, maximální přijatelná hodnota = 95-100 cm H2O [10]; 5) poměr inspiračního a exspiračního času = 1:2; a 6) mPaw upravená tak, aby průměrný tracheální tlak = 2-3 cm H2O nad středním tracheálním tlakem předchozí CMV (odpovídající HFO mPaw 9-10 cm H2O nad předchozí CMV mPaw). Šedesát až 120 sekund po iniciaci HFO bude proveden náborový manévr natlakováním okruhu HFO na 40-45 cm H2O po dobu 20-30 sekund s vypnutým pístem oscilátoru. Poté bude HFO obnoveno, bude umístěna 3-5 cm H2O manžeta endotracheální trubice prosakující. Ihned poté bude na HFO superponován kontinuální dopředný tah TGI (průtok = 50 % minutové ventilace předchozího CMV [10]). Ovládací knoflík mPaw bude poté nastaven tak, aby se mPaw vrátil na původně nastavenou hodnotu. Po 15 minutách bude provedena analýza arteriálních krevních plynů a bude upravena amplituda oscilačního tlaku a frekvence oscilací, aby bylo dosaženo PaCO2 < 10-15 mm Hg nad PaCO2 předchozího CMV a aby se pHa udrželo > 7,20. Po dalších 30–60 minutách se analýza krevních plynů zopakuje a poté se bude mPaw postupně snižovat (odhadovaná rychlost snížení: 0–1 cm H2O•h-1) směrem k cílovému střednímu tracheálnímu tlaku až 2–3 cm H2O nižší než průměrný tracheální tlak předchozího CMV (odpovídající HFO mPaw o 3-4 cm H2O vyšší než předchozí CMV mPaw). Následně bude TGI přerušeno a bude se pokračovat ve standardním HFO po dobu 30 min. Výše uvedené úpravy by měly umožnit udržení SaO2 = 88-95 % nebo PaO2 = 55-80 mm Hg a výše popsané cílové hodnoty PaCO2/pHa.

Návrat k CMV bude zvažován při následujících nastaveních HFO: mPaw upravená tak, aby HFO-střední tracheální tlak = až o 2-3 cm H2O nižší než tracheální tlak předchozího CMV (odpovídající HFO mPaw o 3-4 cm H2O nad předchozím CMV mPaw); Fi02 = Fi02 předchozí CMV; a TGI = 0 L•min-1. CMV bude obnoveno a bude pokračovat za předpokladu, že se PaO2/FiO2 udrží na ≥ 150 mm Hg při PEEP ≥ 8 cm H2O. Návrat k HFO-TGI bude považován za nezbytný, pokud po 12–16 hodinách CMV je PaO2/FiO2 < 150 mm Hg při PEEP ≥ 8 cm H2O. Ve skupině HFO-TGI budou pacienti dostávat opakované denní sezení HFO-TGI, dokud již nebudou splňovat závažné kritérium ARDS během CMV po dobu > 24 hodin. Předpokládaná minimální doba trvání relací HFO-TGI je 6 hodin. Pro členy skupiny HFO-TGI bude muset být celková doba trvání HFO-TGI > 12 hodin.

Náborové manévry:

Náborové manévry (s nepřetržitým pozitivním tlakem v dýchacích cestách 40-50 cm H2O a trváním 20-30 sekund) budou provedeny následovně:

Ve skupině HFO-TGI budou náborové manévry prováděny na začátku a 3 hodiny po začátku každého sezení HFO-TGI a těsně před návratem do CMV. Ve skupině CMV budou denně prováděny > 3 náborové manévry (jeden každé 3 hodiny; první manévr v 9:00). V obou skupinách budou náborové manévry pokračovat jako součást období rané intervence podle protokolu studie až do vyřešení závažného ARDS (pokud je dosaženo) nebo smrti.

Odstavení od CMV:

Odvykání od CMV bude prováděno tlakově podporovanou ventilací, když lze udržet PaO2 ≥ 60 mm Hg na FiO2 ≤ 50 % a PEEP ≤ 8 cm H2O.

Sběr dat Údaje o demografických, fyziologických a radiografických charakteristikách, souběžných stavech a medikaci budou zaznamenány do 4 hodin před randomizací. Fyziologická, laboratorní a rentgenová/zobrazovací data budou shromažďována denně až do 28 dnů po randomizaci. Pacienti budou denně sledováni na známky selhání mimoplicních orgánů a systémů.

Výsledná opatření jsou uvedena ve vyhrazené části.

V souladu s návrhem nedávné redakce (Intensive Care Med (2014) 40:743-745), originál a (jeho revize na) konečná forma protokolu studie (také odpovídající NCT00637507) podrobně popisující předem specifikovanou studii Plánování (které vysvětluje důvod jakýchkoli předchozích změn v aktuálních registračních údajích) lze nalézt po rolování dolů na konec následující webové stránky: http://www.evaggelismos-hosp.gr/0010000688/%CE%B9%CF %83%CF%84%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%BF-%CE%B5%CE%B5%CF%80%CE%BD%CE%B5.html