Fravænningsalgoritme til mekanisk ventilation (WAVE)

Patienter indlagt på intensivafdelingen modtager typisk invasiv mekanisk ventilationsstøtte, når de er kritisk syge. Mens mekanisk ventilation er et livreddende indgreb, kan det også føre til skadelige konsekvenser og forårsage lungeskade (kendt som ventilator-associeret lungeskade), hvis den ikke implementeres omhyggeligt. Derfor bør en reduktion af varigheden af ​​mekanisk ventilation reducere komplikationer såsom respirator-associeret lungeskade, respiratorerhvervet lungebetændelse, respiratorisk og skeletmuskulatur, og patientens ubehag, hvilket fører til faldende dødelighed og økonomiske omkostninger osv. Det er vigtigt, at langvarig fravænning opretholder disse komplikationer som yderligere øger varigheden af ​​mekanisk ventilation og derved skaber en viskøs cyklus, der fører til større morbiditet og dødelighed.

Tilgængeligheden og uddannelsen af ​​intensivafdelingspersonale (ICU) er vigtige overvejelser for at minimere varigheden af ​​mekanisk ventilation gennem fravænningsprotokoller. Det er almindelig praksis, at den behandlende læge beslutter patientens terapi og respiratorbehandling i henhold til anbefalingerne. Dette sker normalt som en del af medicinske runder. Derudover håndterer sygeplejersker ofte fravænning af patienter fra mekanisk ventilation enten ved at følge de behandlende lægers instruktioner eller lokale retningslinjer. Sådan protokol-styret, sygeplejerske-drevet fravænning har vist sig at reducere varigheden af ​​mekanisk ventilation. Det har dog vist sig, at sygeplejens kvantitet og kvalitet er vigtige faktorer, hvis varigheden skal reduceres.

Adskillige beslutningsstøttesystemer er blevet udviklet til at hjælpe med at vælge optimale mekaniske ventilatorstrategier. De, der har fundet vej til rutinemæssig klinisk praksis, har typisk været baseret på kliniske retningslinjer eller regler frem for en detaljeret fysiologisk beskrivelse af den enkelte patient. En nylig Cochrane-gennemgang af fravænningsforsøg med disse systemer konkluderede, at brugen af ​​disse systemer kan reducere varigheden af ​​fravænning, men påpegede, at mange af disse forsøg er baseret på patienter, der er 'enkle at fravænne'. Sådanne patienter er normalt mindre komplekse, uden lungepatologi og ventileret i mindre end 48 timer. Der er dog et behov for at udvikle og validere protokollerede systemer, der anvender en mere detaljeret fysiologisk beskrivelse af individuelle patienter til at hjælpe med håndteringen af ​​komplekse patienter, der ventileres i længere varighed.

Beacon Caresystem er et modelbaseret beslutningsstøttesystem, der bruger matematiske modeller, der er indstillet til den enkelte patients fysiologi for at rådgive om passende ventilatorindstillinger. Personlige tilgange ved hjælp af individuel patientbeskrivelse kan være særligt fordelagtige i komplekse patienter, herunder dem, der er svære at ventilere mekanisk og fravænne; netop dem, hvor tidligere systemer ikke er blevet tilstrækkeligt evalueret. Beacon Caresystem er en kommerciel version af systemet tidligere kendt som INVENT, som er blevet retrospektivt evalueret hos postoperative hjertepatienter og patienter med svær lungesygdom og prospektivt evalueret til at rådgive om det korrekte niveau af inspiratorisk ilt. Desuden er undersøgelser tæt på at være færdige, der viser, at systemet giver sikker og passende rådgivning om indåndet ilt, respirationsfrekvens, tidalvolumen, trykstøtte/kontrol og positivt endeekspiratorisk tryk (PEEP) hos en lang række patienter lige fra patienter med alvorlig respirationssvigt til patienter tæt på ekstubation (upublicerede data). Imidlertid har tidligere og igangværende undersøgelser med Beacon Caresystem fokuseret på sikkerhed og effektivitet af rådgivning under begrænsede tidsperioder og har ikke fokuseret på fravænning fra mekanisk ventilation.

Kernen i Beacon Caresystem er et sæt fysiologiske modeller, herunder pulmonal gasudveksling, syre-base kemi, lungemekanik og respirationsdrift. Beacon Care-systemet tuner disse modeller til den enkelte patient, så de beskriver nøjagtige aktuelle målinger. Når de er tunet, bruges modellerne af systemet til at simulere virkningerne af ændring af ventilatorindstillinger. Resultaterne af disse simuleringer bruges derefter til at beregne den kliniske fordel ved at ændre ventilatorindstillinger ved at balancere de konkurrerende mål for mekanisk ventilation. For eksempel vil et øget inspiratorisk volumen reducere en acidose af blodet, samtidig med at lungetrykket øges skadeligt. Passende ventilatorindstillinger indebærer derfor en balance mellem den foretrukne værdi af pH vægtet mod den foretrukne værdi af lungetrykket. Der findes en række af disse balancer, og systemet vejer disse, og beregner en samlet score for patienten for enhver mulig ventilationsstrategi. Systemet beregner derefter råd om ændringer i ventilatorindstillinger for at forbedre denne score. Beacon Care-systemet fungerer som et "open loop"-system. Det betyder, at den rådgivning, som systemet giver, præsenteres for klinikeren. Ventilatorindstillingerne ændres derefter af klinikeren, og patientens fysiologiske reaktion på disse ændringer bruges automatisk af systemet til at genindstille modellerne og gentage processen med at generere nye råd.

Ved beregning af passende råd er det særligt udfordrende at vælge det korrekte niveau af positivt endeekspiratorisk tryk (PEEP). Arten af ​​udfordringen er imidlertid meget forskellig afhængig af tilstedeværelsen eller typen af ​​lungeabnormitet og hjertets funktion. Patienter med alvorlige lungeabnormiteter såsom akut respiratorisk distress syndrom (ARDS), som ofte resulterer i små, stive lunger, er ofte i kontrolventilationstilstand med lidt eller ingen spontan vejrtrækning. For disse patienter øges PEEP ofte for at forsøge at rekruttere enheder af lungen, som er kollapset. Dette kan være svært, da øget PEEP kan resultere i forhøjet lungetryk og dermed øget risiko for lungeskade, ufuldstændig udånding og luftindfangning og hæmodynamisk kompromittering, især hos dem med hjertesvigt.

Patienter i støtteventilationstilstande har en vis grad af spontan vejrtrækning, og det korrekte valg af PEEP omfatter derfor forskellige kriterier. Det er vigtigt, at disse patienter fravænnes så hurtigt som muligt, og PEEP reduceres som en del af den proces. Hvis indstillingen af ​​PEEP er for lav, er der risiko for øget modstand mod luftstrømmen med ekstra respirationsarbejde og deraf følgende risiko for respiratorisk muskeltræthed. Hvis patienten har iboende PEEP på grund af dynamisk hyperinflation, vil en reduktion af PEEP under niveauet for intrinsic PEEP også forårsage øget inspiratorisk tærskelbelastning på de respiratoriske muskler og potentiel muskeltræthed. Hvis PEEP er for højt, kan respiratoriske muskelfibre forkortes, hvilket reducerer deres trykgenererende kapacitet og udholdenhed, hvilket øger risikoen for respiratorisk muskeltræthed. Ændring af trykstøtte kan hjælpe med at modarbejde en ekstra arbejdsbelastning, som i tilfælde af øget modstand eller autoPEEP, mens korrekt PEEP kan modvirke den ekstra belastning.

Ovenstående faktorer tages i betragtning af de fysiologiske modeller af Beacon Caresystem, og patientspecifik rådgivning gives også om PEEP. Udover at give råd om ændring af individuelle ventilatorindstillinger, rådgiver systemet også om, hvornår måling af arteriel blodgas er nødvendig, hvornår det er vigtigt at ændre ventilatortilstand, og hvornår en spontan vejrtrækningstest er bestået, og som sådan bør ekstubering overvejes. .

Imidlertid har tidligere og igangværende undersøgelser med Beacon Caresystem fokuseret på sikkerhed og effektivitet af rådgivning under begrænsede tidsperioder og har ikke fokuseret på fravænning fra mekanisk ventilation. En aktuel undersøgelse er i gang på et fransk hospital (Clinical Trials-nummer: NCT02842944) og på et hospital i Storbritannien (IRAS 226610) for at vurdere fordelene ved Beacon Care-systemet hos almindelige medicinske intensivpatienter. Men da mekanisk ventilationsterapi kan variere med forskellige patientpopulationer, er det vigtigt, at undersøgelse af virkningerne af brugen af ​​Beacon-systemet undersøges i adskillige forskellige kliniske situationer. I modsætning til andre undersøgelser vil denne undersøgelse undersøge virkningerne af Beacon Caresystem hos ICU-patienter med primær hjerte-thoraxsygdom, hvor disse patienter repræsenterer en væsentlig undergruppe af alle ICU-patienter verden over.

Formålet med denne undersøgelse er at sammenligne mekanisk ventilation efter råd fra Beacon Caresystem med rutinepleje hos hjerte-thorax ICU-patienter fra starten af ​​behov for invasiv mekanisk ventilation indtil ICU-udskrivning eller død. Beacon Caresystem vil blive sammenlignet med rutinepleje for at undersøge, om brug af systemet resulterer i lignende pleje eller reduceret tid til fravænning fra mekanisk ventilation.