Fyziologické účinky kontrolované versus asistované ventilace u středně těžké až těžké ARDS (studie PEARL) (PEARL)

Tato prospektivní, jednocentrová, fyziologická intervenční studie je navržena tak, aby prozkoumala respirační mechaniku a regionální plicní ventilaci při asistované versus plně kontrolované mechanické ventilaci u pacientů s mírným až těžkým akutním respiračním distress syndromem (ARDS). Studie je prováděna na jednotce intenzivní péče terciárního typu a zaměřuje se na krátkodobé fyziologické reakce na různé ventilační strategie za kontrolovaných experimentálních podmínek. Studie konkrétně hodnotí, jak ventilační režim a cílení dechového objemu ovlivňují regionální plicní inflaci, inspirační úsilí a riziko ventilátorem indukovaného plicního poškození pomocí pokročilých fyziologických monitorovacích nástrojů, včetně měření jícnového tlaku a elektrické impedanční tomografie.

Vědecké zdůvodnění vychází z pozorování, že asistované ventilační režimy, jako je ventilace s tlakovou podporou, zachovávají spontánní dýchání, ale mohou vystavit pacienty s vysokou respirační pohonností nadměrným dechovým objemům a transpulmonálním tlakům. Tento stav je spojen s pacientem samovolně způsobeným plicním poškozením a regionálním přepínáním plic. Plně kontrolovaná ventilace umožňuje přísnou kontrolu dechového objemu a tlakového pohonu a může snížit regionální plicní stres a deformaci. Přímé fyziologické srovnání mezi asistovanou a kontrolovanou ventilací za standardizovaných podmínek však zůstává omezené. Tato studie hodnotí, zda přechod pacientů s vysokým inspiračním úsilím na objemově kontrolovanou ventilaci, ať už s udržením dechového objemu pozorovaného během asistované ventilace nebo s cílením na ochranné hodnoty tlakového pohonu, zlepšuje homogenitu regionální ventilace a snižuje markery plicního přepínání při zachování výměny plynů.

Po zařazení pacienti procházejí čtyřmi sekvenčními ventilačními fázemi aplikovanými v pevném pořadí. Každá fáze trvá 30 minut. Prvních 25 minut umožňuje fyziologickou stabilizaci a adaptaci na ventilační režim. Posledních 5 minut je použito pro sběr signálů a fyziologická měření. Čtyři fáze zahrnují asistovanou ventilaci s klinicky vybranou tlakovou podporou a pozitivním koncovým exspiračním tlakem, objemově kontrolovanou ventilaci s cílením na 6 ml na kg predikované tělesné hmotnosti, objemově kontrolovanou ventilaci s dechovým objemem přizpůsobeným dechovému objemu měřenému během asistované ventilace s neuromuskulární blokádou a objemově kontrolovanou ventilaci s cílením na 6 ml na kg predikované tělesné hmotnosti s neuromuskulární blokádou a titrací tlakového pohonu, aby zůstal na nebo pod 14 cmH2O. Během fází s neuromuskulární blokádou je dechová frekvence upravována na základě analýzy arteriálních krevních plynů k udržení fyziologických cílů pH a PaCO2.

Respirační mechanika je hodnocena pomocí kombinovaných měření dýchacích cest, jícnového a žaludečního tlaku získaných systémem balonkového katétru nasogastrické trubice. Průtok a tlak v dýchacích cestách jsou měřeny pneumotachografem. Signály jsou získávány digitálně a ukládány pro offline analýzu. Odvozené parametry zahrnují inspirační úsilí, kolísání transpulmonálního tlaku, tlakový pohon dýchacího systému a plic, compliance plic a hrudní stěny, aktivitu dýchacích svalů, tlakově-časový produkt a indexy okluzního tlaku. Statická respirační mechanika je hodnocena pomocí standardizovaných inspiračních a exspiračních okluzních manévrů. Tato měření umožňují podrobnou charakterizaci interakce pacient-ventilátor, plicního stresu a mechanického přenosu energie do dýchacího systému.

Regionální distribuce ventilace je hodnocena pomocí elektrické impedanční tomografie. Dedikovaný elektrodový pás umístěný na střední hrudní úrovni kontinuálně zaznamenává změny impedance s vysokým časovým rozlišením. Offline analýza zahrnuje výpočet distribuce dechové ventilace mezi závislými a nezávislými plicními regiony, odhad regionálního dechového objemu, indexy homogenity ventilace, heterogenitu ventilace na úrovni pixelů, změny impedance plic na konci exspirace a detekci fenoménu pendelluft. Rekrutační objem je odhadován porovnáním impedance na konci exspirace při různých úrovních pozitivního koncového exspiračního tlaku. Tato měření poskytují vysokorozlišené funkční zobrazení regionální plicní aerace a distribuce ventilace během každé ventilační fáze.

Fyziologické parametry a parametry výměny plynů shromážděné během každé fáze zahrnují dechový objem, dechovou frekvenci, tlaky v dýchacích cestách, arteriální krevní plyny a indexy dechové práce. Sběr dat je standardizován napříč všemi studijními fázemi, aby byla zajištěna srovnatelnost mezi ventilačními strategiemi.

Studie sleduje fyziologický design opakovaných měření. Spojité proměnné jsou shrnuty pomocí mediánu a interkvartilního rozsahu. Kategorické proměnné jsou vyjádřeny jako proporce. Kvůli malé velikosti vzorku a očekávanému nenormálnímu rozdělení fyziologických proměnných jsou použity neparametrické statistické testy. Globální srovnání napříč studijními fázemi jsou prováděna pomocí Friedmanova testu. Párová srovnání jsou prováděna pomocí Wilcoxonova testu seřazených dvojic nebo McNemarova testu, pokud je to vhodné. Statistická významnost je definována pomocí oboustranných p-hodnot menších nebo rovných 0,05. Statistické analýzy jsou prováděny pomocí ověřeného statistického softwaru.

Kvůli fyziologickému exploračnímu designu a absenci předchozích dat popisujících chování regionální plicní inflace za identických experimentálních podmínek nebyl proveden formální výpočet síly. Plánovaný cíl zápisu je 20 pacientů. Tato velikost vzorku je v souladu s předchozími fyziologickými křížovými studiemi zkoumajícími respirační mechaniku a regionální plicní ventilaci pomocí pokročilých monitorovacích technik. Vybraná velikost vzorku je považována za dostatečnou k detekci klinicky významných fyziologických rozdílů mezi ventilačními strategiemi a k vytvoření dat generujících hypotézy pro budoucí klinické výsledkové studie.

Monitorování bezpečnosti je prováděno po celou dobu studie. Všechny nežádoucí události vyskytující se během studijních procedur jsou zaznamenány. Nežádoucí události související s lékařskými prostředky jsou klasifikovány podle platných evropských předpisů pro lékařské prostředky. Incidenty, nedostatky zařízení a závažné incidenty jsou hlášeny příslušnému národnímu orgánu a výrobci zařízení podle regulačních požadavků. Závažné incidenty zahrnují události vedoucí k úmrtí, závažnému zhoršení zdravotního stavu nebo závažnému riziku pro veřejné zdraví. Bezpečnostní monitorování související s zařízením zahrnuje hodnocení výkonu, spolehlivosti a použitelnosti zařízení během studijních procedur.

Data jsou shromažďována pomocí standardizovaných nástrojů pro sběr dat a ukládána v zabezpečených institucionálních systémech. Syrové fyziologické průběhy jsou uloženy pro offline analýzu. Kvalita dat je zajištěna předdefinovanými protokoly sběru, standardizovanými měřicími postupy a centralizovanou offline analýzou prováděnou vyšetřovateli. Fyziologické signály procházejí kontrolou kvality před analýzou, aby byla zajištěna integrita signálu a přesnost měření.

Studie je plánována na 12měsíční období zápisu. Následná data zahrnují stav přežití v nemocnici zaznamenaný po dokončení studijních procedur. Studie je prováděna podle institucionálních standardů klinického výzkumu a platných regulačních požadavků pro intervenční fyziologické studie.