Účinnost a bezpečnost protokolu o náboru plic u dětí s akutním poraněním plic (Recruitment)

I. Úvod A. Základní informace Plicní jednotky, které se účastní výměny plynů, jsou známé jako „rekrutované“ plíce. Pacienti s poraněním plic trpí částí jednotek, které se neúčastní výměny plynů (tj. derecruitovaný stav), což občas vede ke zhoršené výměně plynů. Derecruitment alveolů může také způsobit intrapulmonální zkrat a zhoršit poškození plic prostřednictvím ateletotraumatu7. Výsledky u syndromu akutní respirační tísně se výrazně zlepšily Je to skutečně pravda? od té doby, co lékaři začali používat strategie ochrany plic, včetně ventilace s nízkým dechovým objemem a permisivní hyperkapnoe8, 9. Bylo však zjištěno, že ventilace s nízkým dechovým objemem snižuje rekrutovaný objem plic, což je fenomén, který přetrvává navzdory agresivní strategii pozitivního end-exspiračního tlaku (PEEP) používané ve studiích ARDSNet4. Atelektáza spojená s ventilací s nízkým dechovým objemem se zmírňuje použitím takzvaných znakových dechů neboli náborových dechů10. Dále podíl plic, které zůstávají v derecruitovaném stavu, může přispívat k morbiditě a úmrtnosti spojené se syndromem akutní respirační tísně (ARDS)11. U dospělých bylo k náboru plic použito několik strategií: trvalá inflace (SI) a strategie maximálního náboru. Takzvaný přístup otevřených plic (OLA) zahrnuje SI s následným nastavením PEEP na naměřený spodní inflexní bod PV křivky. Alternativním přístupem k nastavení PEEP je dekrementální titrace PEEP, která zahrnuje postupné snižování PEEP, dokud nedojde k předem stanovenému snížení PaO2 nebo SaO2. Byly studovány všechny studie, které nezahrnovaly strategii pro udržení náboru plic po náborovém manévru.

Vliv náboru plic v dlouhodobém průběhu ARDS není dosud jasný. Je jasné, že nábor plic je nejúčinnější dříve v průběhu ALI/ARDS. Grasso et al prokázali, že pacienti, kteří absolvovali náborový manévr v den 1±0,3 ARDS, mohli být přijati, oproti pacientům přijatým v den 7±1. Podobně Gattinoni et al11 a Crotti et al5 zjistili omezený nábor u pacientů, kteří dobře prožívali průběh ARDS. Borges et al.6 Tugrul et al.12 a Girgis et al. Každý z těchto studovaných prokázal schopnost zlepšit saturaci kyslíkem a (někdy studovaný) objem plic na konci výdechu. Zatímco žádná studie nezkoumala vliv této změny na morbiditu nebo mortalitu, u dětí je známo, že hypoxémie je častou příčinou morbidity. U dětí je důležité, že léčba hypoxie často řídí eskalující nastavení ventilátoru, použití vysokofrekvenční oscilační ventilace (HFOV) nebo použití extrakorporální membránové oxygenace (ECMO). Včasný nábor dětí s ALI/ARDS může zabránit potřebě eskalace péče směrem k těmto invazivnějším a rizikovějším terapiím.

V současné době neexistují žádné pokyny pro klinickou praxi ani standardní péče týkající se strategií získávání plic u dětí s poškozením plic. Dosud nebyly provedeny žádné studie u dětí, které by dokumentovaly účinnost nebo bezpečnost kterékoli ze strategií používaných v intenzivní péči. Primárním cílem této studie je prokázat účinnost a bezpečnost trvalého nafukování a maximálních náborových manévrů u dětí s poraněním plic.

B. Manévry náboru plic

1. Trvalá inflace (SI) Trvalá inflace (SI) se běžně používá na jednotce intenzivní péče jako náborový manévr. U SI je pacientovi podáván prodloužený přetlakový dech (obvykle mezi 30 a 45 cm H2O) trvající mezi 15 a 40 sekundami. Klinicky se tento manévr používá po odstavení zaměstnanců, jako je odsávání, nebo když pacient vykazuje hypoxémii. Tato strategie je v současné době používána v Dětské nemocnici v Bostonské lékařsko-chirurgické jednotce intenzivní péče u některých pacientů s poraněním plic, ačkoli neexistují žádné publikované důkazy o její bezpečnosti nebo účinnosti u dětí. Mohli bychom umístit 3 studie SI u předčasně narozených dětí, které používají 20-40 cmH20 následované CPAP? 1 byla studie na králících. Níže popsané studie se týkají trvalých inflačních náborových manévrů.

   1. Tugrul et al12 studovali účinek SI u 24 dospělých s ARDS. SI zahrnoval 45 cm H2O po dobu 30 sekund, následovala dekrementální titrace PEEP od 20 cm H2O dolů, titrace do nasycení. Poměr P/F se zvýšil >200 u 11/24 pacientů, který přetrvával 6 hodin po manévru u 9/24 pacientů. Barotrauma nebylo pozorováno u žádného pacienta.
   2. Richard a kol. studovali4 účinek SI (45 cm H2O po dobu 15 sekund) u 10 dospělých s ARDS ventilovanými strategií nízkého dechového objemu. Manévr vyvolal významné zvýšení nabraných plicních objemů (175±108 ml před manévrem versus 254±137 ml po manévru). Toto zlepšení bylo spojeno se zvýšením arteriální saturace kyslíkem. Nebyla hlášena žádná udržitelnost náboru ani nepříznivé účinky.
   3. Lapinski et al13 studovali bezpečnost a účinnost SI manévru u 14 dospělých s ARDS. Tlak použitý při manévru byl nižší z hodnot 45 cm H2O nebo tlak v rovině použitý při dechových dechových objemech 12 ml/kg; manévr byl držen po dobu 20 sekund. Saturace kyslíkem se zvýšila z 86,9 ± 5,5 na 94,3 ± 2,3 % za 10 minut, což se udrželo na 4 hodinách u 10/14 pacientů. Čtyři, u kterých došlo k poklesu saturace, měli hladiny PEEP pod 10 cm H2O. Systolický krevní tlak se u některých pacientů během 20 sekund nafouknutí snížil, průměrná změna o 6,9 mm Hg, která se po uvolnění manévru u všech pacientů rychle obrátila. Při 24hodinovém sledování nebylo u žádného pacienta zaznamenáno žádné barotrauma.
   4. Pelosi et al10 studovali účinek tří po sobě jdoucích „vzdychů“ (jeden s tlakem v plató 45 cm H2O, ale s normální dobou trvání) u 10 dospělých s ARDS. Po 1 hodině 3 dechů za minutu se objem plic na konci výdechu (měřený ředěním He) zvýšil z 1,49±0,58 na 1,91±0,67 L a zvýšení PaO2 z 92,8±18,6 na 137,6±23,9 mm Hg ve srovnání se stejným nastavením ventilátoru bez dechových dechů. Zvýšila se také elastance plic a ventilace. Nebyly zaznamenány žádné nežádoucí účinky.
   5. Toth et al studovali srdeční a respirační změny, ke kterým dochází u SI (40 cm H2O po dobu 40 sekund) u 18 dospělých s ARDS. PaO2 se zvýšil od přednáborového manévru po 60minutovou dobu sledování (203±108 vs. 322±101 mm Hg, p < 0,001). Srdeční index (CI) a intratorakální krevní objem (ITBV) se po náborovém manévru snížily (CI, 3,90±1,04 vs. 3,62±0,91 L/min/m2, p < 0,05; ITBVI, 832 ± 205 vs. 795 ± 188 ml/m2, p < 0,05). Nebyla zjištěna žádná korelace s CI a středním arteriálním tlakem a nedošlo k žádným významným změnám v průměrném arteriálním krevním tlaku.
   6. V možná největší studii trvalé inflace v éře ochranné ventilace Meade et al14 studovali 983 dospělých s ARDS s využitím strategií ochrany plic (dechové objemy 6 ml/kg) v obou skupinách. Experimentální skupina využívala SI náborové manévry (40 cm H2O po dobu 40 sekund), vyšší úrovně PEEP (14,6 ± 3,4 ve skupině s tzv. „otevřenou plicní ventilací“ oproti 9,8 ± 2,7 v kontrolní skupině) a vyšší tlaky v plató ( 30,2±6,3 oproti 24,9±5,1 cm H2O) než kontrolní skupina, která nevyužívala náborové manévry. Zatímco v mortalitě ze všech příčin nebyl žádný rozdíl, experimentální skupina měla nižší výskyt refrakterní hypoxémie (4,6 % vs. 10,2 %; RR, 0,54), úmrtí s refrakterní hypoxémií (4,2 % vs. 8,9 %; RR, 0,56) a méně časté používání eskalovaných terapií (definovaných jako vysokofrekvenční ventilace, inhalace oxidu dusnatého, trysková ventilace nebo mimotělní podpora) (5,1 % vs. 9,3 %; RR, 0,6). To propůjčuje důvěryhodnost názoru, že účinný nábor dětí v raném stádiu akutního poškození plic může odvrátit eskalaci léčby a snížit úmrtnost v důsledku těžké hypoxie.

2. Náborový manévr tlakově řízené ventilace (PCV) Na rozdíl od SI byla ventilace pacientů se zvýšenými tlaky v plató a zvýšenými hladinami PEEP také použita jako náborový manévr. V tomto případě je pacient dočasně umístěn na vyšší tlak ventilátoru, než jaký by byl použit k ventilaci pacienta jinak. Kombinace tlaků PEEP a plateau pomáhá nabrat atelektické alveoly. Tlakově řízená ventilace je u těchto pacientů režim volby, protože v ní je nastaven tlak v plató, a tudíž udržován konstantní (na rozdíl od objemově řízené ventilace). Dochází tak k známému plató tlaku (který se podílí na náboru plic). Následují význačné studie využívající manévr náboru PCV. ? Athanasiův „manévr TLC“ u dětí v narkóze? Malá studie zabývající se intraoperační atelektózou.

   1. Borges, Amato a kol.6 provedli dosud nejpřesvědčivější a nejúplnější studii maximálního náborového manévru. V něm studovali 26 dospělých v rané fázi ARDS a porovnávali přístup s otevřenými plícemi (včetně SI 40 cm H2O po dobu 40 sekund, po kterém následoval PEEP nastavený na Pflex + 2 cm H2O, jak je popsáno níže) s maximální strategií náboru, provedeným v pořadí. Maximální nábor byl definován jako PaO2 plus PaCO2 přesahující 400 mm Hg, což svědčí o minimálním intrapulmonálním zkratu. Strategie zahrnovala tlakově řízenou ventilaci 15 cm H2O s PEEP zvyšovanou o 5 cm H2O každých 5 minut (maximální PEEP 45 cm H2O), dokud nebylo dosaženo maximálního náboru. Maximálního náboru bylo dosaženo u 24/26 pacientů, z nichž dvě třetiny byly dosaženy PEEP 30 cm H2O. Při použití titrace PEEP k udržení náboru plic (viz níže) zůstal PaO2 u všech pacientů po 6 hodinách nad 400 (plíce plně natažené). Zákrok byl hemodynamicky tolerován u všech pacientů a dlouhodobá incidence barotraumatu u pacientů ve studii (7,7 %) byla nižší než zjištěná incidence ve studiích ARDSNet (10–11 %)8.
   2. Crotti et al5 studovali pět dospělých s ALI/ARDS s různými tlaky plauteau (10, 15, 20, 30, 35, 40, 45 cm H2O) a úrovněmi PEEP (5, 10, 15, 20 cm H2O). CT zobrazení hrudníku na konci inspirace a na konci výdechu bylo získáno s každou kombinací tlaku v plató a PEEP. Procento rekrutovaných plic (stanoveno rentgenologicky) se zvyšovalo téměř lineárně se zvyšujícími se tlaky v plató (obrázek 1). Maximální frekvence otevírání se objevila při 20 cm H2O, což naznačuje, že tlaky v plató překračující 20 cm H2O by byly nejpřínosnější při náboru plic. Nebyla studována žádná měření výměny plynů nebo nežádoucích účinků.
   3. Foti et al15 porovnávali změny v okysličení a objemech plic na konci výdechu při zvyšujících se hladinách PEEP se superponovanou objemově řízenou ventilací oproti manévru trvalého nafukování u 15 dospělých s ARDS. Ačkoli byl nábor proměnlivý (díky použití VCV, tedy proměnlivým tlakům plató), zjistil, že k maximálnímu zvýšení okysličení došlo při vysokých trvalých úrovních PEEP (průměrně 16 cm H2O po dobu 30 minut) ve srovnání s 30sekundovými náborovými manévry a nízkou PEEP (průměr 9 cm H2O). Protokol PEEP/plató nesouvisel s žádnými hemodynamickými změnami, jako u manévru trvalého nafukování.
   4. Villagra a kol. studovali náborový manévr využívající 2 minuty ventilace pomocí tlakově řízené ventilace (PCV) u 18 dospělých s časným ARDS. Pro RM byl PEEP nastaven 3 cm H2O nad horním inflexním bodem PV křivky a maximální tlaky byly nastaveny na 50. Důležité je, že vrcholové tlaky RM se významně nelišily od výchozí ventilace (43,6 ± 7,6 před RM, 47 ± 4,5 během RM a 42,8 ± 7,1 cm H2O po RM), ačkoli PEEP ano (14 ± 1,3 před RM vs 30±4,9 cm H2O). Vyšetřovatelé nenalezli významný rozdíl v PaO2 po náborovém manévru (127±63 před RM, 162±108 během a 149±85 cm H2O po RM). Toto zjištění implikuje několik důležitých zjištění týkajících se náboru plic. Za prvé, vrcholový tlak představuje významný determinant v náboru plic. Naproti tomu Borges et al byli schopni plně přijmout všech 18 pacientů s ARDS pomocí hnacích tlaků, které se významně lišily od pre-RM ve fázi maximálního náboru (50-60 cm H2O během náboru vs. 30 cm H2O na začátku). Dále zde použitý náborový manévr trval pouze 2 minuty, oproti přírůstkové titraci používané Borgesem, která trvala 4 minuty v každé fázi. I když to není systematicky studováno, nedostatek významného zlepšení PaO2 po RM zjištěný v této studii naznačuje, že nábor využívající PCV může být funkcí času a maximálních tlaků používaných v RM.
   5. Medoff,3 et al prezentovali jediného pacienta s refrakterní hypoxémií. Management zahrnoval opakované trvalé inflace s PEEP nastaveným těsně nad Pflex na základě PV křivky. Byl proveden náborový manévr zahrnující 20 cm H2O PEEP a 40 cm H2O distenční tlak po dobu 2 minut. Pacient vykazoval výrazné zlepšení okysličení a téměř kompletní nábor plic pomocí CT vyšetření (viz obrázek 2).
   6. Zatímco všechny výše uvedené studie dosáhly úspěšného náboru, Gattinoni et al11 studovali 68 dospělých s pozdním ARDS (5±6 dní ventilace při zařazení), kterým se nepodařilo úspěšně nábor. Náborové manévry zahrnovaly tlakově řízenou ventilaci s maximálním tlakem 45 cm H2O, PEEP 5 cm H2O a dechovou frekvencí 10. Hladiny PEEP byly následně aplikovány v náhodném pořadí, mezi 5 a 15 cm H2O. Zjistil, že pacienti ve studii měli pouze 13±11% rekrutovatelných plic podle CT skenu. Mezi všemi pacienty zjistil, že 24 % plicní tkáně nebylo možné získat, dokonce i při tlaku v dýchacích cestách 45 cm H2O. Nebyly naměřeny žádné markery výměny plynů.

Je důležité poznamenat tři aspekty této studie, které jsou pravděpodobně zodpovědné za příliš vysoké procento nerekrutovatelných plic, na rozdíl od vysoce úspěšné náborové strategie nastíněné Borgesem a kol. Nejprve Borges studoval pacienty v rané fázi ARDS (medián, 2 dny), zatímco Gattinoni studoval pozdní ARDS. Za druhé, Borges využíval špičkové tlaky až 60 cm H2O, zatímco Gattinoni využíval tlaky až 45 cm H2O. Nakonec Gattinoni neprováděl titraci PEEP, ale po náborových manévrech snížil PEEP na 5 cm H2O. Gattinoniho studie tedy zdůrazňuje význam vysokých maximálních tlaků při náboru plic, náboru v časném stádiu ARDS a dekrementální titrace PEEP pro udržení náboru plic.

C. Strategie udržování náboru Je známo, že aplikace pozitivního výdechového tlaku na konci výdechu zabraňuje opakujícímu se stresu z náboru a náboru na plicní tkáň. Na zvířecím modelu akutního poškození plic Farias ukázal, že histologické a biochemické známky ateletotraumatu jsou odvráceny, když je aplikován PEEP po náboru plic7. Mezi dvě hlavní strategie, jak zabránit derecruitmentu po náborovém manévru, patří přístup s otevřenými plícemi a dekrementální titrace PEEP.

1. Přístup s otevřenými plícemi Při přístupu s otevřenými plícemi je PEEP nastaven těsně nad spodním inflexním bodem (také známým jako Pflex) křivky tlaku a objemu pacienta. To teoreticky zabraňuje poklesu PEEP pod zónu podroztažení.

   1. Ve druhé části výše uvedené studie Richard et al4 také studovali účinek zvýšení PEEP vzhledem k naměřenému LIP (LIP + 4 cm H2O, žádný SI) ve srovnání s PEEP nastaveným v dolním inflexním bodě po SI. U 10 dospělých ventilovaných ventilací s nízkým dechovým objemem byly naměřené objemy plic 175±108 při PEEPLIP oproti 332±91 ml při PEEPLIP+4. Toto zvýšení bylo ještě výraznější u pacientů ventilovaných vysokými dechovými objemy (10 ml/kg), což prokazuje roli tlaků v plató (kromě PEEP) v alveolárním doplňování (viz obrázek 3).
   2. Amato et al16 studovali účinky „strategie ochranné ventilace“ u 53 pacientů s ARDS. Skupina protektivní ventilace podstoupila náborové manévry prostřednictvím trvalého nafukování (35-40 cm H2O po dobu 40 sekund) s následným PEEP nastaveným na LIP + 2 cm H2O. Kontrolní skupina dostávala PEEP titrovaný do saturace, žádné náborové manévry. Skupina s protektivní ventilací měla dramatický pokles 28denní mortality ze všech příčin (38 % vs. 71 %, p<0,001). Kontrolní skupina však také dostávala ventilaci s vysokým dechovým objemem (12 ml/kg), což se později ukázalo jako významný determinant úmrtnosti na ARDS.8 Proto je obtížné dospět k závěru o příspěvku RM a přístupu s otevřenými plícemi ke zlepšení mortality této studie, pokud vůbec nějaký.

2. Dekrementální titrace PEEP Při dekrementální titraci PEEP po náborovém manévru je PEEP nastavena na vysokou úroveň, často mezi 20 a 26 cm H2O. PEEP se postupně snižuje a markery plicní inflace (např. výměna plynů nebo změřený objem plic). Když se objeví známky atelektázy, PEEP je udržován na této úrovni nebo těsně nad ní, často nazývaný „optimální PEEP“.

   1. Borges, Amato a kol.6 popisují titraci PEEP podle protokolu maximálního náboru a porovnávají ji s přístupem s otevřenými plícemi (PEEP nastavený při Pflex + 2 cm H2O). Podle strategie maximálního náboru (popsané výše) byl PEEP nastaven na 25 cm H2O a snižován o 2 cm H2O každé 4 minuty, dokud PaO2 + PaCO2 < 380 mm Hg, poté zvýšen o 2 cm H2O (optimální PEEP, průměr 20±5 cm H2O). Při použití této strategie byl PaO2 udržován na hladinách nad 400 mm Hg při 30minutovém sledování u všech 24 pacientů (viz obrázek 4 nahoře) a nad 450 u 16 sledovaných pacientů po dobu 6 hodin. To korelovalo s procentem hmotnosti zhroucené tkáně, jak bylo změřeno pomocí CT skenu <5 % na konci titrace PEEP a po 30 minutách sledování (viz obrázek 4 dole).
   2. Toth et al17 popsali dekrementální titraci PEEP po SI náborovém manévru. Po SI při 40 cm H2O po dobu 40 sekund byl PEEP nastaven na 26 cm H2O, poté snížen o 2 cm H2O každé 4 minuty, dokud se PaO2 nesnížil o >10 % své maximální hodnoty. PEEP 2 cm H2O nad tímto byl definován jako optimální PEEP. Bylo zjištěno, že optimální PEEP je ve skutečnosti nižší než výchozí PEEP pacientů (před zahájením protokolu 17±3 vs 15±4 cm H2O). PaO2 po náborovém manévru (203 ± 108 při výchozí hodnotě PEEP vs. 328 ± 132 cm H2O) přetrvával po dobu 30 minut sledování (266 ± 121 cm H2O, p < 0,05 ve srovnání s výchozí hodnotou).

D. Odhad plicních objemů V současné době je schopnost určit, zda je pacient na, pod nebo nad svou ideální funkční reziduální kapacitou, odvozena z náhradních měření, včetně vzhledu plic na rentgenovém snímku hrudníku, trendů vitálních funkcí (zejména oxygenace) a tlaku- objemové (P-V) křivky generované moderními ventilátory. V této studii použijeme zavedenou metodu stanovení plicního objemu (MBNW) ke studiu plicních objemů.

1. Křivky tlak-objem Křivka tlak-objem představuje kontinuální vztah mezi změnami tlaku a změnami objemu plic. Sklon čáry představuje poddajnost plic. Na obrázku 5 si povšimněte tří čar, které tvoří inspirační končetinu (spodní křivka). Čára zcela vlevo představuje nevyhovující, atelektické plíce. Bod, ve kterém se mění sklon, je známý jako dolní infekční bod, také známý jako Pflex. Při otevřeném plicním přístupu (probráno později) je PEEP nastaven na tlak těsně nad dolním inflexním bodem. Fyziologicky se předpokládá, že toto je bod, ve kterém jsou rekrutovány všechny atelektické segmenty plic, a že zamezení poklesu tlaku ventilátoru pod tuto hodnotu v jakémkoli bodě (nastavením PEEP nad tuto úroveň) minimalizuje atelektázu. Bod, který odlišuje druhou změnu sklonu čáry (znovu se stává plochou), je známý jako horní inflexní bod (UIP). Tlaky nad tímto bodem představují přetažené, nepoddajné alveoly, a proto tento bod představuje tlak, při kterém se poddajnost plic dramaticky snižuje. V tomto protokolu bude křivka PV změřena pro každého pacienta a UIP se použije jako stropní tlak v libovolném bodě protokolu. Tímto způsobem získáme poddajné oblasti plic bez rizika nadměrné distenze.

2. Technika vymývání vícenásobného dechu dusíkem (MBNW)

   MBNW byl použit v řadě klinických studií a je považován za zlatý standard v měření objemu plic18-21. V současné době je nejpřesnějším způsobem měření objemu plic ředěním známého množství plynu s nízkou rozpustností v uzavřeném systému. Změny koncentrace se sekvenčními vdechy umožňují výpočet objemu distribuce plynu. Jedním plynem, který byl pro tento účel využit, je dusík22, který je přitažlivý díky své všudypřítomné přítomnosti v životním prostředí. Měření koncentrací plynného dusíku je však dostupné pouze pomocí plynové chromatografie nebo hmotnostní spektrometrie, přičemž ani jedno z nich není klinicky praktické. Nedávno byla ověřena technika, pomocí které se parciální tlak dusíku vypočítává jako zbytek parciálních tlaků plynného kyslíku, oxidu uhličitého a plynného dusíku, které dohromady tvoří jediné tři důležité plyny v okruhu ventilátoru. První dva plyny jsou snadno měřeny v okruhu ventilátoru v reálném čase, ale samozřejmě se značně liší podle metabolického stavu pacienta. Stenqvist vyvinul techniku ​​NMBW pro výpočet FRC pomocí změn ve vydechovaném O2 a CO2, manipuluje s koncentrací vdechovaného kyslíku tak, aby se změnil podíl vdechovaného dusíku23. FRC se vypočítá takto:

   FiN2 = 1-FiO2 (nastaveno ventilátorem) FeO2 = 1-FeO2 (měřeno)-FeCO2 (měřeno)

   Vdechované a vydechované alveolární dechové objemy se vypočítávají pomocí spotřeby O2 (VO2) a produkce CO2 (VCO2) vypočítané nepřímou kalorimetrií24:

   Objemy vdechovaného a vydechovaného plynného dusíku spojené s jedním nádechem se vypočítají z obsahu dusíku na konci výdechu (EtN2, odvozeného z naměřeného obsahu vydechnutého CO2 a kyslíku), frakce vdechovaného dusíku (FiN2) a inspiračního a výdechového alveolárního dechového objemu takto:

   Před provedením přírůstkové 10% změny ve FiN2 prostřednictvím manipulace s FiO2 jsou provedeny základní hodnoty pro VO2, VCO2 a ETN2. Předpokládá se, že VO2 a VCO2 jsou během měření konstantní. S FiN2 se pak manipuluje a FRC se odhadne následovně:

   Měření FRC pomocí této metodiky v plicním modelu známé spotřeby kyslíku a plicních objemů23 odhalilo vynikající přesnost (průměr FRC 103 5 %) i při využití přírůstkových změn FiO2 z 0,9 na 1,0. Přesnost u dospělých pacientů s respirační insuficiencí ukázala vynikající přesnost mezi měřeními.

3. Elektrická impedanční tomografie (EIT) Elektrická impedanční tomografie využívá změny impedance v prostorech naplněných vzduchem oproti prostorům naplněným tkání k charakterizaci a kvantifikaci regionální distribuce objemu plic u lůžka. V posledním desetiletí byla vykonána významná práce na ověření technologie u zvířat25 a u lidí26, 27. Technologie využívá sérii 16 elektrod umístěných přes hrudník pacienta (obrázek 6). Když mezi elektrodami procházejí malé proudy, měří se impedance mezi a mezi sérií. Prostřednictvím složitého dotazování a manipulace s těmito hodnotami impedance se vytváří dvourozměrný obraz (obrázek 7), a bylo prokázáno, že koreluje s klinickými a radiografickými změnami u pacientů27. U deseti mechanicky ventilovaných dospělých s ARDS objem plic na konci výdechu stanovený vymýváním dusíkem dobře koreloval s impedancí plic na konci výdechu s r2 0,95,26 Schopnost odhadnout objem plic neinvazivně a v reálném čase může významně zlepšit výsledky u pacientů s poškozením plic. Schopnost určit ideální funkční reziduální kapacitu pacienta a ventilovat ho směrem k tomuto cíli může zlepšit dodávku kyslíku maximalizací plicní poddajnosti a minimalizací plicního vaskulárního odporu. Tato studie se snaží využít různé úrovně PEEP ke změně end-exspiračního objemu pomocí EIT a dalších náhradních opatření k potvrzení účinnosti, měření oxygenace a shunt frakce jako klinických koncových bodů. Pokud tato studie prokáže schopnost účinně rekrutovat plíce a minimalizovat shunt frakce pomocí agresivní strategie PEEP, budou opodstatněné další studie klinického přínosu z toho.
4. Kondenzát vydechovaného dechu (jako měřítko zdraví plic) Existuje stále více důkazů o změnách pH tekutiny výstelky dýchacích cest (ALF) u akutních a chronických respiračních onemocnění, která jsou alespoň částečně charakterizována zánětem. Bylo prokázáno, že pH ALF je nízké (kyselé) u četných plicních zánětlivých onemocnění včetně astmatu28, cystické fibrózy29, pneumonie a ARDS30-32, a že toto pH lze detekovat nepřetržitě, bezpečně a neinvazivně v kondenzátu vydechovaného vzduchu. (EBC)33. pH EBC může být bezpečným neinvazivním screeningovým nástrojem pro progresi ARDS a náboru plic. Neoficiálně se ukázalo, že předpovídá respirační selhání a hrozící respirační infekci (nepublikované údaje). Jak je vidět na obrázku 4 (vlevo), EBC pH je marker vykazující rychlý obrat, a proto může být cenný pro monitorování plicní patologie v reálném čase.

Systém kontinuálního sběru a stanovení pH kondenzátu vydechovaného vzduchu (ALFA monitor, Respiratory Research, Inc., Austin, Texas) se skládá z kondenzátoru připojeného k výdechové větvi ventilátoru. Kondenzát vydechovaného vzduchu se nepřetržitě shromažďuje z výdechového portu, kondenzuje v chladicí komoře, odstraňuje se CO2 a shromažďuje se ve spodní komoře, kde se nepřetržitě odečítá pH. To poskytuje kontinuální, responzivní měření od ventilovaných pacientů, které (1) odebírá vzorky z výfukového portu na vnější straně ventilátorového okruhu a (2) nedává okruhu ventilátoru žádný měřitelný odpor. Měření EBC u pacientů s poraněním plic může sloužit jako časný ukazatel derecruitmentu.

II. Cíle studie Specifický cíl 1: Demonstrovat účinnost strategie maximálního náboru ke zvýšení objemu plic a zlepšení okysličení u dětí s akutním poškozením plic s využitím vícenásobného vymývání dusíkem z dechu (MBNW) a elektrické impedanční tomografie (EIT) jako měření objemu plic . (Hypotéza: Objemy plic a oxygenace se zvýší podle protokolu maximálního náboru ve srovnání s těmi během „základní ventilace“ nebo „přístupu s otevřenými plícemi“.) Specifický cíl 2: Porovnat objemy plic měřené pomocí MBNW a EIT při různých objemech plic na konci výdechu. (Hypotéza: Objemy plic měřené MBNW budou korelovat s objemy získanými EIT.)