Integrovaná predikce výsledku extubace pomocí testu spontánního dýchání u novorozenců

Prodloužená endotracheální mechanická ventilace má u novorozenců významné nežádoucí účinky včetně subglotické stenózy, bakteriální kolonizace a bronchopulmonální dysplazie. Neonatální zdravotníci se snaží omezit dobu umělé ventilace na minimální možnou dobu. Rozhodnutí o extubaci je obvykle klinické rozhodnutí na základě aktuálního nastavení ventilátoru, analýzy krevních plynů a celkového klinického stavu dítěte. Na druhé straně novorozenci běžně selhávají při extubaci a vyžadují reintubaci, což je traumatický invazivní postup, který by mohl dále prodloužit celkovou dobu trvání invazivní mechanické ventilace. Přesná předpověď připravenosti na výsledek extubace tedy pravděpodobně povede ke značnému snížení respirační morbidity.

Řada studií hodnotila metody k predikci výsledku extubace. Ukázalo se, že test spontánního dýchání (SBT) má nejvyšší prediktivní hodnotu z nich: zahrnuje umístění kojence z invazivní ventilace s omezeným časovým cyklem s mechanickým tlakem na endotracheální kontinuální pozitivní end-exspirační tlak (ET-CPAP) na určitou dobu. 5 minut, během kterých se pečlivě sleduje saturace a srdeční frekvence. Dítě by testem prošlo, pokud během testu nedojde k hypoxii nebo bradykardii. Úspěšná SBT má pozitivní prediktivní hodnotu 93 %, senzitivitu 97 % a specificitu 73 %. Bylo hlášeno, že kombinace úspěšné SBT se zvýšenou variabilitou respiračních parametrů během SBT dále zvyšuje citlivost studie; bohužel specifita zůstává pod 75 %.

Je třeba poznamenat, že v nemocnici King's College Hospital tvoří SBT součást rutinní klinické péče podle klinických pokynů a je na uvážení ošetřujícího lékaře, zda provede studii před extubací.

Práci dýchání vykonávají dýchací svaly. Porucha funkce dýchacích svalů je spojena s vyšším rizikem únavy dýchacích svalů a respiračního selhání a potřeby mechanické ventilace. Funkce dýchacích svalů byla identifikována jako nezávislý prediktor výsledku extubace u mechanicky ventilovaných kojenců. Jedním jednoduchým způsobem, jak kvantifikovat funkci dýchacích svalů, je rychlost relaxace inspiračních svalů, kterou lze zobrazit rychlostí poklesu signálu tlaku v dýchacích cestách po spontánním nádechu. V pojetí se neúčinná svalová funkce projevuje postupnějším poklesem tlaku v dýchacích cestách na základní linii v průběhu času. Princip metody spočívá v tom, že při kontrakci kosterních svalů proti zvýšené vnější zátěži dochází ke zpomalení jejich relaxace v důsledku pomalejšího vychytávání vápníku vlákny kosterního svalstva. Pokud jde o fyzikální vlastnosti, unaveným svalovým vláknům trvá relaxace po kontrakci déle a toto snížení relaxační rychlosti lze kvantifikovat zvýšením časové konstanty relaxace a snížením maximální relaxační rychlosti.

Ukázalo se, že rychlost relaxace inspiračních svalů přesně popisuje funkci dýchacích svalů u neonatálních populací. Informace o rychlosti relaxace inspiračního svalu jsou snadno dostupné v grafice ventilátoru, který jako součást běžné klinické péče používá tlakový port a snímač průtoku k záznamu průtoku dýchacích cest, dodaného objemu a tlaku v průběhu času. Pokud je výzkumníkovi známo, potenciální hodnota těchto informací při předpovídání výsledku extubace u novorozenců nebyla dosud prozkoumána.

Typicky by se dysfunkce dýchacích svalů objevila u předčasně narozených dětí v důsledku nezralosti, snížení svalové hmoty a komorbidit souvisejících s nedonošeností. Navíc u kojenců s vrozenou brániční kýlou (CDH) a defekty přední stěny (AWD), jako je gastroschíza a exomfalos, bylo také hlášeno poškození funkce dýchacích svalů, což by pravděpodobně mohlo bránit včasné úspěšné extubaci. King's College Hospital poskytuje péči o velký počet kojenců s CDH a AWD a zároveň má dlouhou tradici v hodnocení funkce dýchacích svalů u kojenců, což z něj činí ideální místo pro nábor kojenců s CDH a AWD.

Hypotézou výzkumníka je, že hodnocení funkce dýchacích svalů pomocí rychlosti relaxace inspiračních svalů během SBT může přesně předpovědět výsledek extubace. Tato předpověď může stát nezávisle na rychlosti relaxace nebo ve spojení s parametry respirační funkce odvozenými od SBT, jako je výsledek SBT a variabilita respiračních parametrů během SBT. Mohl by tak být vytvořen integrovaný algoritmus zahrnující data funkce dýchacích svalů. To by bylo ověřeno ve velké kohortě a mohlo by to zvýšit přesnost predikce výsledku extubace, a tak snížit respirační morbiditu spojenou s reintubací.

Půjde o prospektivní observační kohortovou studii. Cílem studie je změřit rychlost relaxace, průtok v dýchacích cestách, tlak v dýchacích cestách, dechový objem a transkutánní saturaci kyslíkem u všech plánovaných extubací v průběhu nadcházejících 12 měsíců na novorozenecké jednotce v King's College Hospital. Údaje, které mají být zaznamenány, zahrnují základní epidemiologické parametry, jako je gestace při narození, porodní hmotnost, korigovaný gestační věk při měření, den života, hmotnost při měření, parametry krevních plynů do 6 hodin po SBT a související komorbidity, které by mohly ovlivnit úspěch SBT, jako je otevřený ductus arteriosus a současné známky infekce. Kojenci se známými genetickými nebo chromozomálními abnormalitami, kojenci s vrozenými anomáliemi jinými než CDH nebo AWD a kojenci s fokální akutní plicní patologií, jako je atelektáza nebo pneumotorax, budou ze studie vyloučeni.

Na základě činnosti jednotky za poslední dva chronologické roky vyšetřovatelé předpokládají, že s 80% úspěšnou mírou souhlasu bude možné změřit celkem 100 kojenců: 40 předčasně narozených dětí, 40 kojenců v termínu a 20 kojenců s CDH a AWD. Protože se jedná o nový index, přímý výpočet výkonu nelze provést před zahájením studie. V polovině projektu po šesti měsících bude proveden předběžný výpočet výkonu na základě pilotních dat, aby se určila požadovaná velikost vzorku. Vyšetřovatelé se však domnívají, že vzhledem k tomu, že předchozí studie s podobnými výsledky měření zahrnovaly výrazně menší počet účastníků, bude dosažená velikost vzorku dostatečná pro dosažení cílů studie.

Od rodičů nebo zákonných zástupců kojenců bude vyžadován informovaný písemný souhlas a o souhlas se studií bude požádán ošetřující novorozenecký poradce.

Když klinický tým rozhodne, že dítě je připraveno k extubaci, zkoušející přepne ventilátor na ET-CPAP při stejném tlaku, jako je pozitivní koncový exspirační tlak během mechanické ventilace. Průtok vzduchu, integrovaný dechový objem a tlak v dýchacích cestách budou zaznamenávány monitorem respiračních funkcí NM3 (Philips Respironics, Connecticut, USA). Monitor bude připojen k notebooku (Dell Latitude, Dell, Bracknell, Velká Británie) s přizpůsobeným softwarem Spectra (3.0.1.4) (Grove Medical, Londýn, Velká Británie). Monitor respiračního profilu NM3 má kombinovaný senzor tlaku, průtoku a oxidu uhličitého, který bude umístěn v linii mezi inspirační větev okruhu ventilátoru a endotracheální trubici. Monitor NM3 je automaticky kalibrován na průtok a tlak. Průtok bude měřen pomocí pneumotachografu s pevným otvorem. Jedna z trubic z pneumotachografu bude připojena k druhému tlakovému převodníku pro měření tlaku v dýchacích cestách. Provede se také saturace kyslíkem a monitorování srdeční frekvence.

Neúspěšná SBT bude zaznamenána, pokud má dítě buď bradykardii po dobu delší než 15 sekund a/nebo pokles SpO2 pod 85 % navzdory 15% zvýšení FIO2. V tomto okamžiku bude studie zastavena a ventilace bude znovu spuštěna.

Kojenci budou extubováni buď nazálním CPAP nebo vysokoprůtokovou nosní kanylou kyslíku podle uvážení lékaře.

Primárním výsledkem studie bude reintubace do 72 hodin od extubace. Indikace pro reintubaci budou: (a) více než šest epizod apnoe vyžadujících stimulaci za šest hodin nebo více než jedna významná epizoda apnoe vyžadující ventilaci vakem a maskou; (b) respirační acidóza: PaCO2 >8,5 kPa a pH 7,25; (c)FIO2>0,60 pro udržení SpO2 v rozmezí 90-95%.

Pokud má dítě bradykardii déle než 15 sekund a/nebo pokles SpO2 pod 85 % navzdory 15% zvýšení FIO2, studie bude zastavena a ventilace bude znovu zahájena. V souladu s pokyny jednotky budou dodržovány přísné zásady kontroly infekce.

Údaje budou uchovávány do 25 let věku dítěte. Průběžné výsledky budou srovnávány mezi nedonošenými a donošenými dětmi a mezi donošenými kojenci a kojenci s CDH/AWD. Studentův t test se použije, když jsou data normálně rozdělena, a Mann-Whitney U test, když jsou zkreslená. Kategorická data budou hodnocena pomocí Fisherova dvoustranného exaktního testu. P<0,05 bude považováno za významné. Schopnost respiračních proměnných přesně rozlišovat mezi úspěšnou a neúspěšnou extubací bude hodnocena pomocí křivek provozních charakteristik přijímače. Hodnota plochy pod křivkou 0,5 nebude znamenat žádnou diskriminační hodnotu a hodnota >0,8 bude znamenat vysokou prediktivní hodnotu. K výpočtu citlivosti, specificity a pozitivních a negativních prediktivních hodnot a poměrů pravděpodobnosti budou použity standardní vzorce. Statistické analýzy budou provedeny pomocí softwaru SPSS (SPSS Inc, Chicago, Illinois, USA).

Výzkumníci předpokládají, že začleněním informací o funkci dýchacích svalů během SBT bude možné vytvořit algoritmus, který bude přesně předpovídat výsledek extubace u mechanicky ventilovaných kojenců. Výzkumníci chtějí také prokázat, že rychlost relaxace dýchacích svalů může být odlišná u předčasně narozených dětí, u donošených dětí au kojenců s chirurgicky korigovanými anomáliemi, jako je CDH a AWD. Tyto výsledky budou začleněny do místní klinické praxe a budou tvořit vodítko o tom, „kdy bezpečně extubovat“ kojence na mechanické ventilaci. To sníží respirační morbiditu spojenou jak s prodlouženou ventilací, tak se selháním extubace a opětovné intubace.