Studie vlivu různých dechových objemů na kondenzát vydechovaného dechu (EBC) u mechanicky ventilovaných pacientů (TDEBC)

ÚVOD:

Zánět dýchacích cest hraje klíčovou roli u mnoha onemocnění dýchacích cest. Neinvazivní metody pro studium těchto zánětlivých procesů a monitorování onemocnění dýchacích cest jsou velmi žádané. Stimulující zájem je o analýzu dechu, jako je analýza kondenzátu vydechovaného vzduchu (EBC), což je technika odběru vzorků tekutiny z epiteliální výstelky plic (ELF), jako ještě snadnější způsob hodnocení zánětu dýchacích cest (1,2). Přitažlivost EBC spočívá v jeho schopnosti neinvazivně sbírat širokou škálu netěkavých molekul z dýchacího traktu, ve skutečnosti, že jej lze často opakovat v krátkých intervalech bez nežádoucích účinků a že sběrná zařízení lze použít v širokém spektru prostředí včetně jednotek intenzivní péče (3,4,5,6).

Analýza EBC nemohla být omezena na monitorování pacienta a pochopení mechanismů plicního onemocnění. Mohl by se také stát užitečným nástrojem pro monitorování a screening zdravých jedinců na možné časné poškození plicní tkáně (6,7). Existuje zvláštní potřeba více údajů o vnitrosubjektových a každodenních variacích, které jsou nezbytné pro rozhodnutí, zda biomarker může sloužit jako výzkumný nástroj nebo má dokonce potenciál pro monitorování onemocnění v klinické praxi (7). .

Již nějakou dobu se uznává, že mechanická ventilace může vyvolat poškození plic a zánět (8,9,10). Nedávné experimentální a klinické údaje naznačují, že u zdravých plic může mechanická ventilace s dechovým objemem v rozmezí 7 až 12 ml/kg bez pozitivního tlaku na konci výdechu vést k poškození endotelu, extracelulární matrix a periferních dýchacích cest bez větší zánětlivé reakce, což dále zhoršovat s vyššími dechovými objemy (15,34). Poškození struktury plic způsobené mechanickou ventilací může vysvětlit několik mechanismů: regionální nadměrné roztažení, „nízký objem plic“ spojený s dechovým uzávěrem dýchacích cest a inaktivace surfaktantu [15].

Ukázalo se, že ventilace vysokým dechovým objemem vede ke zvýšené mortalitě, zatímco ventilace nízkým dechovým objemem je považována za strategii ochrany plic u ALI, ARDS (11,12,13,35).

Naproti tomu v jiných randomizovaných studiích (31,32) zahrnujících heterogenní skupinu velkých hrudních a břišních chirurgických výkonů nebyla ochranná mechanická ventilace spojena s poklesem intrapulmonálního a systémového zánětu. Kromě toho neexistuje žádný důkaz, že by ochranná ventilace zabránila nežádoucímu účinku na plíce nebo snížila systémové hladiny cytokinů v kardiochirurgii (33).

V souladu s těmito pozorováními as ohledem na to, že praktický parametr zvýšeného mechanického namáhání plic zbývá prokázat, mohou studie řešit otázku, zda analýza biomarkerů EBC souvisí s poškozením plic způsobeným ventilátorem nízkými nebo vysokými dechovými objemy.

MATERIÁLY A METODY:

Tato studie je prospektivní, randomizovaná, kontrolovaná studie, která bude probíhat na JIP Univerzitní nemocnice v Larisse v Thesálii. Povolení udělila Vědecká rada a etická komise naší nemocnice.

Pacienti:

Pacienti na JIP vyžadující mechanickou ventilaci z důvodu cévní mozkové příhody, subarachnoidálního a/nebo intracerebrálního krvácení a se zdravým dýchacím systémem (vyhodnoceno pomocí kritérií jako LISS – Murray Lung Injury Severity Score) (14).

Zásahy:

Odběr EBC bude prováděn u mechanicky ventilovaných pacientů endotracheální kanylou podle pracovní skupiny ATS/ERS 2005 (7). Pacienti musí být hemodynamicky a respiračně stabilní.

Všichni pacienti budou pod sedací a dostanou ventilaci s regulací hlasitosti. Frekvence dýchání bude přizpůsobena nastavenému dechovému objemu, aby se hodnoty pH udržely v normálních mezích (7,35-7,45). SaO2 bude udržován na hodnotě 95 % nebo vyšší.

EBC bude odebírán vložením speciálního potrubí (FILT, diagnostika plic a hrudníku Ltd. Berlín Německo) pro zařízení na sběr dechového kondenzátu (Ecoscreen, Jaeger, Německo) do výdechové větve hadičky ventilátoru. Doba sběru pro EBC bude 30 minut. Při sběru nebude použito zvlhčování.

Kyselost (pH) EBC před a po odvzdušnění inertním plynem Argonem, 350 ml/min po dobu 10 minut, (standardizace plynu) (17) bude snadno změřena pomocí pH metru Jenway Model 3510.

Všechny vzorky budou uloženy při -80 ο C pro následná měření mediátoru. Před a během odběru EBC budou registrovány proměnné ventilace (frekvence, PEEP, FIO2, Vt), mechanika plic, arteriální tlak, srdeční frekvence, saturace arteriální krve, ICP a vyšetření vzorků krve. Také budou registrovány indexy poškození plic (PiO2/FiO2, LISS), indexy systémového zánětu (teplota, počty leukocytů a neutrofilů ve vzorcích krve) během období pozorování. Indexy závažnosti onemocnění (SOFA, SAPS, APACHE II) budou registrovány během počátečního hodnocení.

Analýza EBC:

Odebraný EBC bude analyzován na pH, 8-isoprostan, H2O2, dusitany/dusičnany a cytokiny. Měření biomarkerů bude provedeno pomocí standardizovaných postupů, jak bylo popsáno dříve.

Měření pH: pH bude měřeno výše popsaným způsobem (16,17). Měření H2O2: Koncentrace H2O2 bude stanovena enzymatickým testem s použitím křenové peroxidázy (Sigma Chemicals, St. Louis, MO), jak bylo popsáno dříve (17,18,19,20).

Měření 8-Isoprostanu: 8-Isoprostan bude stanoven pomocí kompetitivní enzymové imunoanalytické soupravy (Cayman Chemical, Ann Arbor, MI), jak bylo popsáno dříve (17,18,21,29). Detekční limit testu je 4 pg/ml.

Měření oxidů dusíku, dusitanů/dusičnanů (NO2/NO3) a souvisejících produktů: budou provedena tak, jak bylo popsáno dříve (17,22). Stručně, bude stanoveno pomocí spektrofotometrických testů (Griessova reakce) (23,24,25,26,27,28).

Měření cytokinů: bude kvantifikováno pomocí souprav EIA/ELISA, jak bylo popsáno dříve (24,25,29,30).

Podrobnosti protokolu:

Pacienti po počátečním hodnocení budou randomizováni do skupiny, která bude dostávat mechanickou ventilaci s 6 nebo 12 ml/kg ideální tělesné hmotnosti vypočítané pomocí následující rovnice:

Pro muže [(Výška (cm)-154) x 0,9] +50 a Pro ženy [(Výška (cm)-154) x 0,9] +45,5. Doba pozorování bude minimálně 10 dní (pokud je to možné) a odběr EBC bude proveden během prvních 24 hodin po přijetí (den 0) a ve dnech 1,2,4,6,8,10.

Odběr EBC v den 0 bude proveden v obou modalitách ventilace s cílem prozkoumat množství a složení odebraného EBC od stejného pacienta ventilovaného různými dechovými objemy. Pro další měření bude odběr EBC pro každou skupinu proveden za předem nastavených podmínek ventilace.

Komplikace jako VAP, ARDS nebo sepse během období pozorování budou zaznamenány.

Statistická analýza:

Analýza bude provedena pomocí SPSS pro Windows v. 16.0. Normálnost distribuce bude ověřena Kolmogorov-Smirnovovým testem. Normálně rozdělená data budou prezentována jako průměr ± standardní odchylka (SD), zatímco zkreslená data jako medián (mezikvartilní rozmezí). Srovnání mezi dvěma skupinami bude vyhodnoceno nepárovými t testy pro normální rozdělení a Mann-Whitney testy pro zkreslená data. Srovnání mezi více než dvěma skupinami bude provedeno s analýzou rozptylu (ANOVA) s vhodnými post hoc testy