Práce dýchání při neinvazivní ventilaci u předčasně narozených novorozenců

Pozadí/důvod:

Historicky byly respirační insuficience a respirační selhání častým zdrojem morbidity a mortality u nedonošených novorozenců. Intubace pro invazivní mechanickou ventilaci je pro mnoho z těchto pacientů život zachraňující terapií, ale není bez rizik. Tato rizika zahrnují plicní komplikace, jako je volutrauma, syndromy extrapulmonárního úniku vzduchu a traumatické poranění velkých dýchacích cest; nepulmonální komplikace, jako je retinopatie nedonošených dětí; a dlouhodobé komplikace, jako je bronchopulmonální dysplazie [Miller, Badiee]. Obavy z těchto účinků prodloužené mechanické ventilace vedly k vývoji neinvazivních forem podpory dýchání.

Neinvazivní ventilace (NIV) je často používanou modalitou respirační podpory u nedonošených novorozenců při respirační insuficienci nebo nedávném odstavení od invazivní ventilace. Synchronizovaná NIV je účinná při snižování respiračního úsilí ve srovnání s nesynchronizovanou NIV a nazálním kontinuálním pozitivním tlakem v dýchacích cestách (NCPAP) [Chang]. Synchronizace NIV u předčasně narozených novorozenců s vlastním respiračním úsilím pacienta je obtížná kvůli velkým únikům vzduchu, slabému inspiračnímu úsilí a vysokým dechovým frekvencím, které jsou této populaci vlastní [Vignaux].

Nová metoda synchronizace, nervově upravená ventilační podpora (NAVA) využívá elektrody na funkční naso/orogastrické sondě (Ediho katetr) k detekci kontrakcí bránice a načasování nástupu, trvání a maximálního inspiračního tlaku podpůrných dechů s elektrickou aktivitou dýchacího ústrojí. bránice (Edi) [Sinderby]. NAVA lze použít s invazivními i neinvazivními ventilačními modalitami a bylo provedeno několik malých studií zkoumajících invazivní NAVA u dětí a dospělých [Stein, de la Olivia]. Méně studií zkoumalo NIV NAVA u těchto populací a pouze dvě klinické studie zkoumaly NIV NAVA u nedonošených novorozenců [Beck, Lee]. Beck a kolegové v Kanadě prokázali proveditelnost a zachování synchronie během NIV NAVA u předčasně narozených novorozenců [Beck]. Lee a kolegové v Koreji prokázali u předčasně narozených novorozenců méně asynchronních příhod, nižší spouštěcí zpoždění a nižší maximální inspirační tlaky s NIV NAVA ve srovnání s neinvazivní tlakovou podpůrnou ventilací [Lee]. Žádná studie nezkoumala práci dýchání (WOB) u předčasně narozených novorozenců ventilovaných pomocí NIV NAVA.

Dýchací práce během asistované ventilace je část hnacího tlaku pro ventilaci, kterou přispívají dýchací svaly pacienta. Výzkumný tým z Arkansas Children's Hospital byl schopen prokázat, že NAVA dosahuje zkrácené doby odezvy, práce dýchání a asynchronie s neurálně spouštěnými dechovými nádechy ve srovnání s pneumaticky spouštěnými dechy na zvířecím modelu [Heulitt]. Tento tým byl také schopen prokázat podobné výsledky v klinické studii intubovaných dětských pacientů s bronchiolitidou [Clement]. Nedávno dokončená studie v této instituci sledovala práci dýchání u novorozených prasat a porovnávala NIV NAVA s režimem nesynchronizovaného nazálního intermitentního pozitivního tlaku (NIPPV), který se v současnosti v této nemocnici používá. Použitím produktu tlak-čas (PTP) jako měřítka WOB byla tato studie schopna prokázat, že WOB byl nižší u NAVA. PTP nelze spolehlivě použít u kojenců na NIV, protože rozhraní nosního hrotu umožňuje velké úniky vzduchu v nose a ústech, což narušuje přesná měření.

Thorakoabdominální asynchronie (TAA) je důležitým korelátem WOB a zvýšené respirační zátěže u předčasně narozených dětí a lze ji měřit bez invazivního monitorování. TAA lze měřit pomocí pásů respirační indukční pletysmografie (RIP) kolem hrudníku a břicha pacienta pro kvantifikaci pohybu hrudní stěny a břicha. Stupeň asynchronie mezi dvěma oddíly se odráží ve fázovém úhlu (θ), který lze vypočítat z měření v pásmu RIP.

Tato studie bude zkoumat odhadovaný WOB v populaci nedonošených novorozenců s respirační insuficiencí, kteří jsou v současné době na neinvazivní podpoře. Kojenci budou sloužit jako jejich vlastní kontroly a budou studováni na NIV NAVA a NIPPV. Pořadí přidělení bude náhodné. Výzkumníci použijí RIP pásy k měření pohybu hrudníku a břicha a poté vypočítají fázový úhel (θ) jako odhad WOB. Pracovníci studie budou měřit další respirační parametry korelující s ventilací a výměnou plynů, včetně následujících: dechový objem (arbitrární jednotky, AU), minutová ventilace (AU/min), dechová frekvence, transkutánní kyslík a oxid uhličitý, saturace kyslíkem a potřeba FiO2, vrchol inspirační tlak a dodaný tlak na konci výdechu. Vyšetřovatelé také vyhodnotí měření asynchronie dýchání, která zahrnují zpoždění spouštění (čas mezi počátečním zvýšením signálu Edi a zahájením dodávaného průtoku ventilátorem) a index asynchronie (počet asynchronních událostí dělený celkovým počtem událostí v procentech).

Design studie/Postupy/Populace:

Do studie bude zařazeno 15 předčasně narozených novorozenců se současnou hmotností mezi 1-2 kilogramy, s gestačním věkem při narození mezi 24.-34. týdnem a podstupujícími neinvazivní ventilaci. Kritéria pro zařazení budou následující: respirační insuficience v současnosti vyžadující neinvazivní ventilaci (buď NIPPV nebo NAVA), aktuální požadavek na FiO2 nižší než 0,40 a klinická stabilita. Kritéria vyloučení budou následující: ionotropní podpora, klinická nestabilita (teplotní nestabilita, srdeční selhání, krvácení, aktivní infekce, významná apnoe nebo bradykardie), známé hlavní vrozené anomálie (vrozená srdeční vada, defekty břišní stěny, defekty gastrointestinálního traktu, rozštěp patra, nebo neurologické defekty), známá cystická fibróza, užívání oxidu dusnatého a cyanotická vrozená srdeční choroba.

Na začátku studie budou RIP pásy umístěny kolem hrudníku a břicha kojence. Bude zaveden Edi katétr a současný žaludeční katétr může, ale nemusí být odstraněn. Kojenci budou ventilováni pomocí ventilátoru Servo i vybaveného softwarem NIV NAVA {Maquet, Solna, Švédsko}. Data budou průběžně a současně získávána pomocí systému sběru dat MP100 Biopac. Získaná data budou následující: srdeční frekvence, saturace kyslíkem, transkutánní CO2 a O2, PIP, PEEP, signály RIP hrudního koše a břicha, součtový dechový objem a Edi. Kojenci obdrží 15minutové zkoušky NIV NAVA a NIPPV v náhodném pořadí, přičemž prvních 10 minut po výměně je považováno za vymývací období a posledních 5 minut se použije pro sběr dat. Data zaznamenaná ze dvou pásem RIP budou použita pro výpočet fázového úhlu (9) jako odhad WOB.

Rizika a výhody:

Kojenci mají často dávení a mohou zvracet, když je odstraněna nebo nahrazena žaludeční sonda, jako je katétr NAVA. Vzácně se u pacientů může žaludeční sonda zavést do místa vedle žaludku nebo spirály v jícnu. Výzkumníci by měli být schopni zjistit, zda k tomu dojde pomocí umístění obrazovky na ventilátoru, protože katétr NAVA má na sobě elektrody, které detekují elektrickou aktivitu srdce a bránice, které lze použít k určení umístění.

U kojenců s extrémně nízkou porodní hmotností mohou transkutánní monitory (TCOM) způsobit pálení kůže. Tyto účinky nebyly pozorovány u větších dětí, jako jsou ty, které jsou součástí této studie.

Každému výzkumu je vlastní malé riziko ztráty důvěrnosti. Vyšetřovatelé udělají vše pro to, aby ochránili důvěrnost účastníků.

Pro kojence zapojené do této studie může nebo nemusí být přímý lékařský přínos. Děti budou mít během studie nepřetržité monitorování oxidu uhličitého a kyslíku, a pokud má některý pacient nějaké problémy, personál studie je bude schopen rychle zjistit a reagovat na ně. Pokud pacient při používání NAVA vykazuje zlepšení, mohou vyšetřovatelé navrhnout léčebnému týmu, aby tento režim pokračoval. Pokud použití NAVA zlepšuje dýchání u dětí, pak vědci doufají, že informace získané z této studie budou v budoucnu přínosem pro další kojence, kteří potřebují podporu dýchání.

Manipulace s daty / Vedení záznamů:

Hlavní řešitel bude pečlivě sledovat studijní postupy, aby chránil bezpečnost výzkumných subjektů, kvalitu dat a integritu studie. Každému pacientovi bude přidělen jedinečný identifikační kód nebo číslo. Klíč ke kódu bude uložen v uzamčené složce v kanceláři hlavního vyšetřovatele. Pouze hlavní zkoušející a spoluřešitelé budou mít přístup ke kódu a informacím, které identifikují subjekt ve studii.

Analýza dat:

Primární hypotézou je, že fázový úhel (θ) pomocí respirační indukční pletysmografie bude snížen s použitím NAVA ve srovnání s NIPPV v našem studijním vzorku.

Shromážděná data budou kontrolována na odlehlé a extrémní hodnoty, stejně jako distribuční předpoklady parametrických statistických testů. Opakovaná měření ANOVA se použije k porovnání primárních a sekundárních výsledků v rámci dvou ventilačních metod, pokud jsou takové předpoklady splněny. Pokud dojde k významné odchylce od předpokladů, budou použity neparametrické alternativy. Statistické analýzy budou provedeny pomocí statistického softwaru Stata (College Station, TX).

Velikost vzorku, výpočet výkonu:

Vyšetřovatelé plánují přijmout 15–20 novorozenců, kteří jsou ve 24.–34. týdnu těhotenství s respirační insuficiencí. Na základě výsledků na zvířecím modelu se očekává 30% snížení primárního výsledku. Protože bylo zjištěno, že průměrný fázový úhel je u předčasně narozených dětí proměnlivý (v rozmezí 2,8-162,9), existuje několik scénářů výpočtu velikosti vzorku a výkonu předložených pro analýzu [Ulm]. Velikost vzorku 15 novorozenců dosahuje 82% síly k detekci 30% změny v primárním výsledku s odhadovanou směrodatnou odchylkou rozdílů 18,8, 37,5 nebo 56,3 v tomto pořadí pro průměrný fázový úhel 50, 100 a 150 stupňů s použití NIPPV. Všechny výpočty předpokládají hladinu významnosti 0,05 pomocí oboustranného párového t-testu.

Etická hlediska:

Tato studie bude provedena v souladu se všemi platnými vládními nařízeními a zásadami a postupy výzkumu University of Arkansas for Medical Sciences (UAMS). Tento protokol a případné změny budou předloženy a schváleny Institucionální revizní radou UAMS (IRB). Formální souhlas každého subjektu pomocí formuláře souhlasu schváleného IRB bude získán před tím, než bude subjekt předložen k jakémukoli postupu studie. Všem subjektům pro tuto studii bude poskytnut formulář souhlasu popisující tuto studii a poskytující dostatečné informace v jazyce vhodném pro subjekty, aby mohli učinit informované rozhodnutí o své účasti v této studii. Osoba, která získá souhlas, důkladně vysvětlí každý prvek dokumentu a nastíní rizika a přínosy, alternativní léčbu (léčby) a požadavky studie. Proces souhlasu bude probíhat v tiché a soukromé místnosti nebo po telefonu a subjektům může trvat tolik času, než potřebují, aby se rozhodly o své účasti. Telefonický souhlas bude získán se svědkem a souhlas bude zaslán faxem rodičům. Telefonický souhlas bude získán pouze v případě, že rodiče nemohou být přítomni.

Soukromí účastníků bude zachováno a dotazy týkající se účasti budou zodpovězeny. V procesu udělení souhlasu nebude použit žádný nátlak ani nepřiměřený vliv. Formulář souhlasu musí být podepsán subjektem, rodičem a osobou, která souhlas získává. Kopie podepsaného souhlasu bude předána účastníkovi a proces informovaného souhlasu bude zdokumentován ve výzkumném záznamu každého subjektu.

Šíření dat:

Výsledky této studie mohou být použity pro prezentace, plakáty nebo publikace. Publikace nebudou obsahovat žádné identifikovatelné informace, které by mohly být spojeny s účastníkem.