Účinky pauzy na konci inspirace na ventilaci

Snížení dechového objemu (VT) na 6 ml/kg normalizovaného na předpokládanou tělesnou hmotnost (PBW) a omezení hnacího tlaku až na 15 cmH20 jsou základní ventilační strategie, které pozitivně ovlivňují klinické výsledky pacientů se syndromem akutní respirační tísně (ARDS). V poslední době je mechanická síla také spojována s poškozením plic vyvolaným ventilátorem (VILI) a spojena s mortalitou, zejména díky svým dynamicko-elastickým účinkům. Navzdory použití těchto strategií s nízkou VT je však možné vyvinout VILI u pacientů se středně těžkou až těžkou formou ARDS, zvláště když řídicí tlak překračuje stanovené bezpečnostní limity pro ochranu plic. V těchto situacích se doporučuje VT nižší než 6 ml/kg-PBW, ale je zapotřebí zvýšení dechové frekvence (RR), aby se čelilo vedlejším účinkům sekundární hyperkapnie (hladiny PaCO2 vyšší než 45 mmHg). Na druhé straně, RR potřebná k dosažení tohoto cíle je alespoň 25 dechů/min, i když je často přijímán mírný stupeň hyperkapnie. Programování mechanického ventilátoru s vyšší RR za minutu však může podporovat zánět plicní tkáně a mohlo by být spojeno s nepříznivými výsledky u ARDS.

U ARDS je tedy náročné stanovit kombinovanou strategii snížení dechového objemu (VT) a dechové frekvence, protože jejím největším problémem je zvýšení parciálního tlaku oxidu uhličitého (PaCO2) a zhoršení ventilační účinnosti, jehož velikost je související se závažností onemocnění. Z tohoto důvodu jsou k dispozici některé neinvazivní strategie pro zmírnění hyperkapnie a zlepšení schopnosti plic vylučovat CO2. Mezi nimi stojí za vyzdvihnutí koncová inspirační pauza (EIP). Tato strategie prokázala svou užitečnost při zvyšování clearance CO2 zlepšením střední doby poskytnuté vdechovanému plynu pro distribuci a difúzní míchání v plicích. Nicméně role EIP jako součásti strategie ochranné ventilace, která kombinuje snížení VT a RR, není známa.

Proto předpokládáme, že přidání pauzy na konci inspirace (EIP) zlepšuje výdech CO2 a že takový účinek umožňuje snížení VT a RR pro účely ochrany plic. Hlavním cílem této studie je tedy vyhodnotit účinky EIP na Bohrův mrtvý prostor (VDBohr/VT) a PaCO2 v kombinaci s VT a snížením RR u ARDS. Sekundárním cílem je vyhodnotit ventilační strategii na distribuci vzduchu a homogenitu pomocí elektrické impedanční tomografie.

Výběr pacientů Pacienti ve věku ≥ 18 let s mírným, středně těžkým a těžkým ARDS až do 5 dnů mechanické ventilace. Pacienti musí být pod hlubokou sedací a neuromuskulární paralýzou. Pacienti s hemodynamickou nestabilitou, akutním srdečním selháním, předchozím chronickým respiračním onemocněním a změnami teploty jícnu vyššími než 0,5 °C za poslední 2 hodiny budou vyloučeni.

Základní nastavení mechanické ventilace Základní mechanická ventilace bude naprogramována v režimu řízeného objemu pomocí servo-i (Maquet, Solna, Švédsko) a následujících parametrů: VT 7 ml/kg-PBW, RR upravená tak, aby zajistila arteriální pH vyšší než 7,30 a žádný vnitřní pozitivní tlak na konci výdechu (PEEP), doba inspirační insuflace 0,6 sekundy, poměr inspirace:výdech (I:E) 1:2 a žádná EIP. End-exspirační transpulmonální tlak bude nastaven na začátku studie pomocí elektrické impedanční tomografie. PBW byla vypočtena následovně: 50+ [0,91 *(výška v cm-152,4)] pro muže a 45,5+ [0,91* (výška v cm-152,4)] pro ženy. Aktivní zvlhčování bude použito u všech účastníků a kompenzace stlačitelného objemu byla provedena v každém použitém mechanickém ventilátoru před zahájením protokolu.

Mechanika dýchání Tlak v dýchacích cestách, tlak v jícnu a průtok plynu budou měřeny kontinuálně proximálním pneumotachografem (MBMED, Buenos Aires, Argentina). Data budou stažena do druhého notebooku po správné kalibraci snímačů průtoku a tlaku. Hnací tlak dýchání bude stanoven jako tlak v plató mínus celkový PEEP (PEEPTOT = externí PEEP + vnitřní PEEP) a poddajnost dýchacího systému jako Crs = VT/Pplat-PEEPTOT.

Mechanika dýchání byla vypočtena offline pomocí specifického softwaru, elasticko-dynamická síla byla vypočtena podle studie Costa et al a minutová ventilace byla indexována pomocí PBW.

Objemová kapnografie Expirovaný CO2 bude měřen infračerveným mainstreamovým senzorem (Capnostat 5®; USA) a integrován do monitoru (MBMed CO2 Module). Objemové kapnogramy byly automaticky rekonstruovány pomocí MATLAB® (Natick, MA, USA), který umožňuje ventilační analýzu v objemových kapnogramech pomocí matematického algoritmu, který upravuje dechový objem vydechovanému CO2. Byly zaznamenány následující parametry: frakce mrtvého prostoru dýchacích cest (VDaw/VT), VDBohr/VT, index výměny plynů (VDEnghoff/VT), eliminace CO2 na dech (VTCO2,br), alveolární minutová ventilace, podíl vydechovaného CO2 (FECO2), minutová eliminace CO2 (VTCO2,br * RR), end-tidal CO2 a střední alveolární parciální tlak CO2 (PACO2).

Kapnogram ve fázi III (SIII) je normalizován (SnIII) ​​pomocí FECO2 odpovídajícího exspiračního cyklu. SnIII umožňuje srovnání sklonů z dechů s různými rychlostmi vylučování CO2, k nimž by mohlo dojít při úpravách nastavení VT nebo RR. Alveolární minutová ventilace bude vypočítána pomocí vzorce: alveolární ventilace * RR indexovaná podle PBW. Ventilační účinnost je definována jako vztah mezi alveolární ventilací za minutu a minutovou ventilací.

Snímač průtoku se automaticky nastaví na hodnoty zaznamenané pomocí konverzního faktoru tělesné teploty a tlaku nasyceného (BTPS) pro určení objemu vydechovaného vzduchu.

Elektrická impedanční tomografie

Do střední hrudní oblasti bude umístěn 16elektrodový pás a kontinuální plicní impedance bude hodnocena elektrickou impedanční tomografií (EIT) (Dräger Medical Systems, USA). Bude provedena offline analýza dat EIT a byly vypočteny následující parametry:

• Nehomogenita plic je určena globálním indexem nehomogenity (GI), který kvantifikuje homogenitu distribuce dechového objemu prostřednictvím kvantitativní disperze impedance pixelů plic.
• Regionální distribuce ventilace se posuzuje pomocí impedančního poměru (IR), parametru pro určení distribuce vzduchu v závislých a nezávislých regionech. IR > 1 představuje převahu ventrální distribuce, zatímco IR < 1 představuje převážně dorzální distribuci. Stručně řečeno, ventrální oblast odpovídá oblastem zájmu 1 a 2 a dorzální oblast odpovídá oblastem zájmu 3 a 4.
• Tidal variation of impedance (TVI) představuje změnu impedance generovanou vdechovaným plynem během respiračního cyklu.
• Impedance plic na konci výdechu (EELI) odpovídá hodnotě impedance na konci výdechu.

Protokol Všichni pacienti budou ležet v poloze napůl vleže ve 40 stupních a před zahájením studie musí být nařízeno období stabilizace 60 minut. Nastavení PEEP a doby insuflace bude během studie udržováno konstantní. Z bezpečnostních důvodů jsme předem definovali, že protokol může být kdykoli zastaven v případě významných změn systémové hemodynamiky a/nebo respirační acidózy (pH ≤ 7,25 a PaCO2 ≥ 60 mmHg).

Při zařazení byla shromážděna následující data: demografické proměnné (věk, pohlaví, výška), akutní fyziologie a chronická.

Postupné kroky protokolu

• Krok I: Dechový objem (VT) 7 ml/kg-PBW, s konstantním pozitivním end-exspiračním tlakem (PEEP), dechovou frekvencí (RR) a insuflační dobou (0,6 s), bez přidání koncové inspirační pauzy (EIP) . poměr inspirace:výdech (I:E) 1:2. 60 minut dlouhé.
• Krok II: VT 5 ml/kg-PBW s konstantním PEEP, RR a insuflační dobou (0,6 s) bez přidání pauzy na konci inspirace (EIP). Poměr I:E 1:2. 60 minut dlouhé.
• Krok III: EIP bude nakonfigurováno tak, aby bylo dosaženo poměru I:E 1:1, přičemž se udržuje konstantní doba insuflace na 0,6 sekundy a VT na 5 ml/kg-PBW. PEEP a RR se oproti základním podmínkám nezmění. 60 minut dlouhé.
• Krok IV: RR se sníží o 20 %, přičemž VT zůstane konstantní v 5 ml/kg-PBW. Doba insuflace bude udržována na 0,6 sekundy a poměr I:E byl roven 1:1; v důsledku toho bude EIP opět prodlouženo. 60 minut dlouhé.

Bude zaznamenána objemová kapnografie a bude provedena offline analýza s použitím střední hodnoty posledních 40 dechů. Měření výměny plynů byla také provedena na konci každé fáze za použití běžného analyzátoru krevních plynů (GEM® 4000, Instrumentation Laboratory, Lexington, USA). Hemodynamické proměnné a pulzní oxymetrie budou průběžně monitorovány (Multiparameter Spacelabs 91393). Pro identifikaci vlivu změn srdečního výdeje na dynamiku CO2 bude instalováno minimálně invazivní monitorování srdečního výdeje (Edwards Lifesciences, USA). V případě potřeby bude použita infuze norepinefrinu k udržení průměrného arteriálního tlaku blízko 65 mmHg a během protokolu nebyl podán žádný bolus tekutiny.

Statistická analýza Shapiro-Wilkův test bude proveden ke stanovení distribuce spojitých proměnných, které budou vyjádřeny jako průměr, směrodatná odchylka, případně medián a interkvartilní rozmezí. Pro porovnání více proměnných budou provedeny Friedmanův neparametrický test, Wilcoxonův test párů se znaménkem a Dunnovo post hoc srovnání.

Dvoustranná p-hodnota menší než 0,05 byla považována za statisticky významnou.