Kombineret højfrekvent oscillation og luftrørsgasinsufflation for alvorligt akut respiratorisk distress-syndrom

MÅL OG UNDERLIGGENDE HYPOTESE

Højfrekvent oscillation (HFO) har gavnlige fysiologiske effekter ved akut respiratorisk distress syndrom (ARDS) [1-4]. Et nyligt randomiseret kontrolleret forsøg med HFO versus konventionel mekanisk ventilation (CMV) med traditionelle tidalvolumener (10,1± 2,8 mL•kg-1 forudsagt kropsvægt) rapporterede en tendens mod reduceret 30-dages dødelighed i HFO-armen (37 % versus 52 % i CMV-gruppen; P = 0,10) [3]. Til dato er HFO ikke blevet sammenlignet med CMV med lave tidalvolumener (6,2 ± 1,1 mL•kg-1 forudsagt kropsvægt) i ARDS [5], med hensyn til respiratorisk fysiologi og klinisk forløb.

De vigtigste mekanismer for gasudveksling under CMV er bulkkonvektion og diffusion. [4, 6]. Tracheal gas insufflation (TGI) fremmer CO2-eliminering under CMV [7-9]. Under HFO omfatter yderligere gasudvekslingsmekanismer asymmetriske hastighedsprofiler, Taylor-dispersion/turbulens, kardiogen blanding, pendellufteffekt og kollateral ventilation [4, 6].

Vi har for nylig vist, at hos patienter med moderat til svær primær ARDS, forbedrer HFO kombineret med TGI (HFO-TGI) iltningen væsentligt i forhold til både standard HFO og CMV ifølge ARDS netværksprotokollen [5, 10]. Gennemsnitligt luftvejstryk (mPaw) blev sat til 1 cm H2O over punktet for maksimal krumning (PMC) af den ekspiratoriske trykvolumenkurve. Under HFO-TGI er det sandsynligvis muligt at reducere mPaw, mens man stadig opnår PaO2 og perifer iltmætning (SaO2) mål svarende til dem, der er fastsat af ARDS netværksprotokollen [5]. Dette kan resultere i reducerede og ikke-traumatiske ventilationstryk under HFO-TGI. Desuden, hvis HFO-TGI-relaterede gasudvekslingsfordele opretholdes under post-HFO-TGI CMV [10], så kan en reduktion af ventilationstrykket i forhold til præ-HFO-TGI CMV også være mulig. Brugen af ​​reduceret ventilationstryk kan dog minimere ventilatorassocieret lungeskade. I denne undersøgelse vil vi teste hypotesen om, at HFO-TGI kan forbedre den respiratoriske fysiologi og det kliniske forløb hos patienter med svær ARDS.

METODER Patienter

Protokollen er godkendt af den videnskabelige komité på Evaggelismos Hospital. Der vil blive anmodet om informeret samtykke fra de pårørende til deltagelsesberettigede patienter. Kvalificerede patienter bør opfylde kriterierne: 1) tidlig (diagnose etableret inden for de foregående 72 timer) ARDS i henhold til de amerikansk-europæiske konsensuskonferencekriterier [11]; 2) alvorlige iltningsforstyrrelser {defineret som PaO2/indåndet oxygenfraktion (FiO2) < 150 mm Hg}, mens ventileret med et positivt slutekspiratorisk tryk (PEEP) på ≥ 8 cm H2O (kriterium for svær ARDS); 3) alder 18-75 år, kropsvægt > 40 kg og fravær af a) alvorlig luftlækage (dvs. > 1 brystrør pr. hemithorax med vedvarende luftlækage i > 72 timer); b) systolisk arterielt tryk på < 90 mm Hg under modtagelse af væsker og noradrenalin ved ≥ 0,5 μg/kg/min; c) signifikant hjertesygdom (dvs. ejektionsfraktion < 40 %, anamnese med lungeødem og aktiv koronar iskæmi eller myokardieinfarkt); d) signifikant kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL) eller astma [10]; e) intrakranielle abnormiteter, der forårsager ukontrollerbar intrakraniel hypertension; f) kronisk interstitiel lungesygdom forbundet med bilaterale pulmonale infiltrater; g) lungebiopsi eller resektion ved nuværende indlæggelse; h) tidligere lunge- eller knoglemarvstransplantation eller tilstedeværelse af immunsuppression; i) manglende evne til at fravænne sig fra liggende position eller inhaleret nitrogenoxid; k) graviditet eller sygelig fedme (dvs. kropsmasseindeks > 40 kg/m2); og l) tilmelding til en anden interventionsundersøgelse. Patientovervågning vil omfatte elektrokardiografisk ledning II, hæmodynamik og SaO2. Dyb sedation/neuromuskulær blokade vil blive anvendt som tidligere beskrevet [10, 12].

CMV-strategi I den 37-sengs intensive afdeling (ICU) på Evaggelismos-hospitalet anvendes der rutinemæssigt en respiratorstrategi svarende til ARDS-netværksprotokollen. Før randomisering vil patienterne derfor allerede blive ventileret (Siemens 300C ventilator; eller Galileo Gold, Hamilton Medical) med en af ​​de netværksprotokol-tilladelige kombinationer af FiO2 og PEEP [5]. Administrerede tidalvolumener vil være 5,5-7,5 mL•kg-1 forudsagt kropsvægt, respirationshastighed (f.eks. 20-35•min-1) vil blive justeret, så pHa holdes inden for 7,20-7,45; varighedsforholdet mellem inspiration og udløb vil være 1:1 til 1:3; og målplateauets inspiratoriske tryk vil være ≤ 30-35 cm H2O. Oxygeneringsmål vil være PaO2 = 55-80 mm Hg eller SaO2 = 88-95%.

Randomisering Patienter vil blive randomiseret til enten CMV-gruppen eller HFO-TGI-gruppen. CMV-gruppepatienter vil fortsat modtage CMV som beskrevet ovenfor. I HFO-TGI-gruppen, 30 minutter før HFO-TGI-initiering, vil en inspiratorisk og en ekspiratorisk trykvolumenkurve blive konstrueret fortløbende med den lineære trykrampeteknik (når det er klinisk muligt [10, 13].

HFO-TGI-strategi Sensormedics 3100B-ventilatoren [10] vil blive forbundet til endotrachealrøret. Et tyndt Vygon TGI-kateter {intern / ekstern diameter = henholdsvis 1,0 / 2,0 mm [10]} vil blive indført i endotracheal-røret. TGI-kateterspidsen placeres 0,5-1 cm ud over endotracheal tubespidsen. Den proksimale ende af TGI-kateteret vil blive forbundet med et O2-flowmåler. De indledende HFO-indstillinger vil være som følger: 1) FiO2 = 100 %, senere titreret mod FiO2 af den foregående CMV; 2) bias flow = 30 L•min-1; 3) oscillationsfrekvens = 4,0-5,0 Hz; 4) Oscillerende trykamplitude = aritmetisk PaCO2-værdi under forudgående CMV + 20-30 cm H2O, maksimal acceptabel værdi = 95-100 cm H2O [10]; 5) inspiratorisk til eksspiratorisk tidsforhold = 1:2; og 6) mPaw justeret således, at middel luftrørstryk = 2-3 cm H2O over middel luftrørstryk af den foregående CMV (svarende til en HFO mPaw på 9-10 cm H2O over den foregående CMV mPaw). Tres til 120 sekunder efter HFO-initiering udføres en rekrutteringsmanøvre ved at sætte HFO-kredsløbet under tryk på 40-45 cm H2O i 20-30 sekunder med oscillatorstempel slukket. HFO vil derefter blive genoptaget, en 3-5 cm H2O endotracheal tube manchet læk vil blive placeret. Umiddelbart derefter vil kontinuerlig fremadrettet TGI (flow = 50 % af minutventilationen af ​​den foregående CMV [10]) blive overlejret på HFO'en. mPaw-kontrolknappen vil derefter blive justeret for at returnere mPaw til dens oprindeligt indstillede værdi. Femten minutter derefter vil der blive udført arteriel blodgasanalyse, og oscillerende trykamplitude og oscillationsfrekvens vil blive justeret for at opnå en PaCO2 på < 10-15 mm Hg over PaCO2 for den foregående CMV og for at holde pHa > 7,20. Efter yderligere 30-60 minutter vil blodgasanalyse blive gentaget, og derefter vil mPaw gradvist blive reduceret (estimeret reduktionshastighed: 0-1 cm H2O•h-1) mod et målmiddeltryk i luftrøret på op til 2-3 cm H2O lavere end det gennemsnitlige luftrørstryk for den foregående CMV (svarende til en HFO mPaw på 3-4 cm H2O over den foregående CMV mPaw). Efterfølgende udgår TGI og standard HFO fortsættes i 30 min. De førnævnte justeringer bør tillade opretholdelse af SaO2 = 88-95 % eller PaO2 = 55-80 mm Hg og af det ovenfor beskrevne mål PaCO2/pHa.

Retur til CMV vil blive overvejet ved følgende HFO-indstillinger: mPaw justeret således, at HFO-gennemsnitligt luftrørstryk = op til 2-3 cm H2O lavere end luftrørstrykket for foregående CMV (svarende til en HFO-mPaw på 3-4 cm H2O over foregående CMV mPaw); Fi02 = Fi02 af foregående CMV; og TGI = 0 L•min-1. CMV vil blive genoptaget og videreført, forudsat at PaO2/FiO2 holdes ved ≥ 150 mm Hg ved en PEEP på ≥ 8 cm H2O. Retur til HFO-TGI vil blive anset for nødvendig, hvis PaO2/FiO2 efter 12-16 timers CMV er < 150 mm Hg ved en PEEP på ≥ 8 cm H2O. I HFO-TGI-gruppen vil patienter modtage gentagne daglige sessioner med HFO-TGI, indtil de ikke længere opfylder kriteriet for alvorlig ARDS under CMV i > 24 timer. Den forventede minimumsvarighed af HFO-TGI-sessioner er 6 timer. For HFO-TGI-gruppemedlemmer skal den samlede HFO-TGI-varighed være > 12 timer.

Rekrutteringsmanøvrer:

Rekrutteringsmanøvrer (med kontinuerligt positivt luftvejstryk på 40-50 cm H2O og en varighed på 20-30 sekunder) udføres som følger:

I HFO-TGI-gruppen vil rekrutteringsmanøvrer blive udført ved starten og 3 timer efter starten af ​​hver HFO-TGI-session og lige før tilbagevenden til CMV. I CMV-gruppen udføres > 3 rekrutteringsmanøvrer (en hver 3. time; første manøvre kl. 9.00) dagligt. I begge grupper vil rekrutteringsmanøvrer blive fortsat som en del af den tidlige interventionsperiode i undersøgelsesprotokollen, indtil svær ARDS (hvis opnået) er løst eller død.

Fravænning fra CMV:

Fravænning fra CMV vil ske ved trykstøttet ventilation, når en PaO2 på ≥ 60 mm Hg kan opretholdes ved en FiO2 på ≤ 50 % og en PEEP på ≤ 8 cm H2O.

Dataindsamling Data om demografiske, fysiologiske og radiografiske karakteristika, sameksisterende tilstande og medicin vil blive registreret inden for 4 timer før randomisering. Fysiologiske, laboratorie- og røntgen-/billeddannelsesdata vil blive indsamlet dagligt op til 28 dage efter randomisering. Patienterne vil blive overvåget dagligt for tegn på svigt af ikke-pulmonale organer og systemer.

Resultatmål rapporteres i det dedikerede afsnit.

I overensstemmelse med et forslag fra en nylig redaktionel (Intensive Care Med (2014) 40:743-745), originalen og (dens revision af) den endelige form for undersøgelsesprotokollen (også svarende til NCT00637507), der beskriver den forudspecificerede undersøgelse Planlægning (som forklarer årsagen til eventuelle tidligere ændringer i de aktuelle registreringsdata) kan findes ved at scrolle ned til slutningen af ​​følgende webside: http://www.evaggelismos-hosp.gr/0010000688/%CE%B9%CF %83%CF%84%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%BF-%CE%B5%CE%B5%CF%80%CE%BD%CE%B5.html