Vliv servoventilace na regulaci CO2 a variabilitu srdeční frekvence

Syndrom obstrukční spánkové apnoe-hypopnoe (OSAHS) je stav charakterizovaný intermitentním částečným kolapsem a uzávěrem horních cest dýchacích (UA). To vede k fragmentaci spánku, desaturaci kyslíkem, hyperkarbii a aktivaci sympatického nervového systému. OSAHS je také spojena s nadměrnou denní spavostí, stejně jako s dalšími behaviorálními, funkčními, kardiovaskulárními a kognitivními dysfunkcemi.

Nepřetržitý pozitivní tlak v dýchacích cestách (CPAP) je nejúčinnější léčbou OSAHS. CPAP stabilizuje dýchací cesty a zabraňuje nestabilitě a kolapsu. Při stabilních dýchacích cestách pokračuje dýchání normálním způsobem, zlepšuje se výměna plynů a nedochází k narušení spánku souvisejícím s narušeným dýcháním.

CPAP se aplikuje do horních cest dýchacích pomocí masky, která zakrývá nos nebo nos a ústa a snižuje/odstraňuje poruchy dýchání ve spánku. Období maximální náchylnosti ke kolapsu dýchacích cest je na konci výdechu a při časném nádechu. Při nádechu se normálním procesem ventilace (zvětšení objemu hrudníku a snížení nitrohrudního tlaku) vytvářejí podtlaky v dýchacích cestách. Konstantní tlak CPAP podporuje dýchací cesty během celého ventilačního cyklu.

Ve spánkové laboratoři se provádí titrace pozitivního tlaku v dýchacích cestách za účelem stanovení efektivních tlaků CPAP. Během výkonu je pacient vybaven přístroji pro plnou polysomnografii (PSG). V průběhu noci se aplikuje terapie a tlak se upravuje, aby se stabilizovaly horní cesty dýchací a dechový vzor. U konvenčního CPAP se na dýchací cesty aplikuje jedna úroveň tlaku. I když je tento statický předpis vhodný pro většinu pacientů s obstrukční spánkovou apnoe, bude u některých pacientů a stavů představovat problémy.

Mezi další formy pozitivního tlaku v dýchacích cestách, které jsou schváleny pro léčbu OSAHS, patří automatické nastavení CPAP (Auto CPAP), dvouúrovňový pozitivní tlak v dýchacích cestách (BiPAP) a automatické nastavení BiPAP. Auto CPAP vyhodnocuje vzor proudění vzduchu a upravuje tlak pro optimalizaci proudění vzduchu. Auto CPAP vyhovuje pacientům s vysoce proměnlivými požadavky na tlak (např. spánková apnoe závislá na spánkové fázi nebo na poloze těla). Automatickou úpravu lze použít u pacientů, u kterých je titrace laboratorní terapie buď zpožděná nebo nemožná.

Algoritmus REMStar Auto je proaktivní a založený na toku. Vyhodnocuje inspirační průtok a určuje hrozící nebo aktuální omezení průtoku. K tomu dochází ve shodě s programem úprav tlaku navrženým tak, aby vyhodnotil tlak, při kterém jsou dýchací cesty náchylné ke kolapsu, a udržuje tlaky mírně nad kritickým tlakem. Pacient je chráněn před „průlomovými“ událostmi s plným počtem inteligentních reakcí na události proudění vzduchu a chrápání.

BiPAP terapie je další alternativou. Při terapii BiPAP je monitorován dechový vzorec pacienta, aby se identifikovaly inspirační a exspirační fáze. Tlak se zvyšuje při nádechu a snižuje při výdechu. Výdechový tlak (EPAP) je upraven tak, aby se zabránilo kolapsu dýchacích cest, a inspirační tlak (IPAP) je upraven tak, aby se zabránilo omezení průtoku vzduchu, hypopnoe, chrápání nebo arteriální desaturaci, která není spojena s úplnou obstrukcí dýchacích cest. Terapie BiPAP se od terapie CPAP liší tím, že kromě stabilizace dýchacích cest napomáhá inspiračnímu úsilí rozdíl mezi inspiračním a exspiračním tlakem.

Pacientům s OSAHS může být předepsána léčba BiPAP, pokud není léčba CPAP tolerována. Léčba BiPAP může být předepsána také pacientům s jinými respiračními poruchami nebo pacientům s dysfunkcí související se spánkem a dýcháním.

Pacienti se sníženou ventilací v důsledku onemocnění plic, neuromuskulárními poruchami nebo problémy s kontrolou dýchání mohou zaznamenat noční hypoventilaci, která je horší během spánku než během bdění. Tito pacienti jsou obvykle složitější a vyžadují rozsáhlejší hodnocení a sledování než pacienti trpící pouze OSAHS. Pacienti mohou být také náchylnější ke ztrátě nebo přerušení léčby a často vyžadují pokročilejší režimy a funkce, jako jsou alarmy a časované záložní dechy.

Pacienti s OSAHS mohou reagovat na zvýšení terapie CPAP nebo BiPAP tím, že prokážou posun v charakteru apnoe z obstrukční na centrální. V těchto případech nemusí být pacientům poskytnuta adekvátní léčba pomocí CPAP, protože nižší tlakové hladiny nezvládají nestabilitu dýchacích cest a zanechávají reziduální obstrukci dýchacích cest, zatímco vyšší tlakové hladiny jsou spojeny s mimořádnými událostmi CPAP. Tento stav se označuje jako vznikající komplexní apnoe CPAP.

Auto SV (Auto Servo Ventilation) je režim pozitivního tlaku v dýchacích cestách používaný k léčbě obstrukční a komplexní centrální spánkové apnoe. Mezi jeho hlavní vlastnosti patří:

• Normalizace ventilace automatickým nastavením tlaku IPAP pro dosažení cílové ventilace.
• Poskytování časovaných, záložních dechů během centrální apnoe. Optimální zálohovací frekvenci určí přístroj automaticky na základě dýchání pacienta.
• Automatická kontrola tlaku EPAP pro léčbu obstrukčních příhod.

Tyto typy zařízení vyrábí několik výrobců. Algoritmy používané k určení IPAP, EPAP a minimální dechové frekvence se liší. Největší počet těchto zařízení v současnosti používaných jsou BiPAP AutoSV Advanced System One (Philips Respironics, Murrysville PA), Dreamstation BiPAP AutoSV a VPAP (variabilní pozitivní tlak v dýchacích cestách) Adapt S7 (ResMed Corp., San Diego CA).

Adaptivní servoventilace (ASV) je režim pozitivního tlaku v dýchacích cestách používaný k léčbě centrální spánkové apnoe a komplexní spánkové apnoe. Mezi hlavní funkce režimu Auto SV patří; normalizace ventilace automatickým nastavením IPAP k dosažení a stabilizaci cílové ventilace; poskytování časovaných, záložních dechů během centrální apnoe, přičemž optimální záložní frekvence je automaticky určena zařízením na základě pacientova dýchání; a automatické řízení EPAP pro léčbu obstrukčních příhod.

V nedávné studii bylo zjištěno, že starší verze VPAP Adapt (S7) vede ke zvýšenému riziku úmrtí ze všech příčin ve srovnání s kontrolní skupinou, která zahrnovala lékařskou péči u pacientů se srdečním selháním se sníženou ejekční frakcí a převážně centrální spánkovou apnoe ( SERVE-HF). Doprovodný úvodník od Magalang a Pack naznačil, že svou roli mohly hrát algoritmy zařízení – konkrétně vyšší úrovně tlakové podpory a související zvýšení minutové ventilace. To bylo podpořeno měřením minutové ventilace dodávané zařízením S7 ve studii, která byla shledána vyšší než u jiných servoventilačních zařízení. Takové zvýšené úrovně ventilace by mohly potenciálně způsobit respirační alkalózu, která by následně mohla vést k prodloužení QT intervalu a srdečním arytmiím. Vyšetřovatelé nedávno provedli studii interakce pacient-ventilátor u pacientů s komplexní spánkovou apnoe a zachovanou srdeční kontraktilitou (ejekční frakce levé komory > 45 %), aby určili výkon různých ASV zařízení na respirační parametry – jako je minutová ventilace a apnoe - index hypopnoe. Aby se usnadnila proveditelnost a podpořila bezpečnost, výzkumníci se vyhnuli provádění studie u cílové populace studie SERVE-HF, tj. u pacientů s převládající centrální spánkovou apnoe a srdečním selháním se sníženou ejekční frakcí (HFreF). Výzkumníci provedli studii pouze u pacientů se zachovanou ejekční frakcí (LVEF > 45 %). V současném návrhu výzkumníci navrhují provést studii na pacientech s převážně obstrukční spánkovou apnoe a HFreF, kteří potřebují terapii ASV kvůli centrálním apnoe vyvolaným PAP.

V předchozí studii, aby se vyhnuli nesnášenlivosti přístrojové terapie, vyšetřovatelé upřednostňovali studované pacienty, kteří již doma používali servoventilační terapii. Totéž učiní vyšetřovatelé v aktuálně navrhované studii. V předchozí studii výzkumníci zjistili, že zařízení S7 vedlo k větší minutové ventilaci než jiná zařízení a že takové vyšší úrovně minutové ventilace lze připsat většímu dechovému objemu, vyšší dechové frekvenci a větší tlakové asistenci. Zajímavé je, že došlo k prodloužení QTc intervalu a tendenci k větším předčasným komorovým kontrakcím u stejných pacientů během nocí, kdy byli vystaveni přístroji S7. Ačkoli mechanický základ tohoto zjištění lze potenciálně připsat nadměrné ventilaci a souvisejícím proarytmickým účinkům hypokapnie, výzkumníci v této předchozí studii neprováděli měření parciálního tlaku CO2 (PaCO2). Konkrétně není jasné, zda terapie přístrojem S7 vede k nižším hladinám PaCO2 než u jiných přístrojů a zda jsou tyto účinky zesíleny u jedinců s vysokým ziskem smyčky (komplexní spánková apnoe při nastavení HFreF).

Zvýšení minutové ventilace (Ve) během bdělosti způsobuje hypokapnii (respirační alkalózu), která by zase mohla způsobit hypokalémii. Hypokalémie v důsledku nočních intracelulárních posunů draslíkových iontů může prodloužit QT interval. Je možné, že noční alkalóza v důsledku nadměrné ventilace může vést k denní hypokalémii a prodloužení QTc prostřednictvím renální ztráty draslíku v noci s následnými účinky na prodloužení QTc během dne. Pozorované prodloužení QTc během terapie S7 bylo co do velikosti malé (~ 20 ms), ale takové účinky mohou být zesíleny u pacientů se srdečním selháním, u kterých se vyvinula metabolická alkalóza v důsledku kličkových diuretik. Výzkumníci však neměřili hladiny draslíku v séru, které byly studijní omezení. V současném návrhu budou výzkumníci zjišťovat účinky noční terapie ASV na hladiny draslíku v séru. Nakonec výzkumníci prozkoumají interindividuální variabilitu citlivosti v měřeném intervalu Ve nebo QTc.