Ventilation under kardiopulmonal bypass (CPB) til hjertekirurgi

Mål og hypotese:

For at bestemme, om fortsat mekanisk ventilation (ventilation med lavt tidalvolumen) under kardiopulmonal bypass (CPB) hos voksne patienter, der gennemgår elektiv hjertekirurgi, vil reducere graden af ​​pulmonal atelektase postoperativt sammenlignet med kontroller, der ikke ventileres under CPB.

Graden af ​​pulmonal atelektase vil blive vurderet og kvantificeret ved hjælp af ikke-invasiv lunge-ultralyd (LUS) billeddannelse.

Vi vil gennemføre en foreløbig observationsundersøgelse (pilotundersøgelse) for at vurdere gennemførligheden af ​​denne undersøgelse. Piloten vil blive gennemført på 40 patienter, som alle vil være ikke-ventilerede under CPB. De specifikke gennemførlighedsspørgsmål, vi gerne vil afklare, er: 1) graden af ​​atelektase, der kan påvises ved LUS på patienter, der ikke bliver ventileret, mens de er på CPB, 2) den tid, der er nødvendig for at gennemføre en LUS på operationsstuen (OR) og på intensivafdelingen (ICU), og om dette vil være effektivt og muligt i betragtning af den travle operationsstueplan, 3) for at hjælpe med at bestemme det optimale tidspunkt for at scanne patienter for at vise den maksimale grad af atelektase, og 4) for at hjælpe med at estimere antallet af patienterne bliver vi nødt til at vise en forskel i atelektase i den endelige undersøgelse.

Primær hypotese: lavt tidalvolumenventilation under CPB til hjertekirurgi hos voksne reducerer mængden af ​​pulmonal atelektase sammenlignet med kontroller, der ikke ventileres under CPB.

Baggrund:

Respiratorisk dysfunktion efter hjertekirurgi er relativt almindelig, med en forekomst på alt fra 2-25 % citeret i litteraturen. Lungekomplikationer er en væsentlig faktor i sygelighed og dødelighed hos post-kirurgiske patienter og derfor en belastning for sundhedsvæsenets ressourcer.(1)

Ætiologien af ​​post-CPB pulmonal dysfunktion er multifaktoriel, herunder CPB-induceret systemisk inflammatorisk respons, hypotermi, kirurgi, anæstesi, ventilation og transfusion. (2-3) Ændringer i blandt andet ovennævnte faktorer kan føre til bedre lungefunktion postoperativt. Strategier omfatter reduktion af CPB-tid eller minimering af det ekstrakorporale overfladeareal ved brug af miniaturiserede kredsløb. Den delvise genoprettelse af pulmonal arterieperfusion under CPB bidrager muligvis til at forhindre pulmonal iskæmi og lungedysfunktion. Brugen af ​​ultrafiltrering til at fjerne pro-inflammatoriske faktorer kan være beskyttende for lungefunktionen. (4) På samme måde kan brugen af ​​kortikosteroider og leukocytudtømningsfiltre være beskyttende. (5-6) Reduktion af brugen af ​​kardiotomi-sugeapparatet samt kontakttiden mellem frit blod og hjertesækken kan vise sig at være gavnligt. Evidensen for udbytte for de fleste af disse interventioner er dog svag. (3-7)

Ved standardbehandling er lungerne uventilerede og tømt for luft, og blodcirkulationen shuntes væk fra lungekarrene under CPB. Genoprettelse af normal perfusion resulterer i frigivelse af iltfrie radikaler, hvilket forårsager lipidperoxidation med pulmonal endotelskade (iskæmi-reperfusionsskade). (8-9)

Fortsat ventilation under CPB har eksperimentelt vist sig at bevare pulmonal arteriel endotelfunktion. (10) En væsentlig konsekvens af reperfusionsskade er dysfunktion af det pulmonale vaskulære endotel med nedsat produktion af nitrogenoxid (NO), hvilket forårsager sekundær vasokonstriktion og øget vaskulær permeabilitet. Dette fører til pulmonal hypertension, lungeødem og hypoxi. (10)

Ikke-ventilation kan resultere i iskæmisk lungeskade. Under bypass er der ingen blodgennemstrømning gennem lungearterierne. Den eneste vaskulære og dermed iltforsyning til lungerne er via bronkialkredsløbet. (11) I en eksperimentel porcin bypass-model er det blevet vist, at bronkial arterieflow er signifikant nedsat under CPB. (12-13) Det antages, at den gentagne oppustning og deflation af lunger ved fysiologisk intra-alveolært tryk er nødvendig for normal bronkial arteriel strømning sekundært til den cykliske kompression og afslapning af karrene. I så fald ville ophør af ventilation under bypass reducere bronchial flow og disponere for iskæmisk lungeskade. (13)

John et al (11) viste i deres randomiserede undersøgelse, at ventilation under CPB med tidalvolumener på 5 ml/Kg resulterede i signifikant mindre ekstravaskulært lungevand (målt ved hjælp af Pulse Contour Cardiac Output (PiCCO) systemet) og en kortere tid- til ekstubering. Evidensen for klare kliniske fordele ved at opretholde ventilation under CPB er imidlertid inkonsekvent. Problematisk i disse undersøgelser er de heterogene udfaldsendepunkter og små stikprøvestørrelser. (11;14)

Denne undersøgelse har til formål at undersøge, om fortsat lavvolumenventilation under CPB ville reducere mængden af ​​pulmonal atelektase til stede postoperativt hos hjertekirurgipatienter. De-rekruttering af lungevolumener sker i perioden med ikke-ventilation på CPB. Atelektase kan føre til lungekomplikationer postoperativt, hvis de ikke behandles i den perioperative periode med aktiv lungerekruttering og fysioterapi. Ventilation med lavt volumen kan anvendes nemt og sikkert hos de fleste patienter, der gennemgår CPB uden at hæmme det kirurgiske fremskridt.

Lungeultralyd (LUS) vil blive brugt til at gradere den pulmonale atelektase, der er til stede på forskellige tidspunkter (både præoperativt og under det postoperative forløb). LUS er et ikke-invasivt, let at bruge, point-of-care undersøgelsesværktøj. LUS er velvalideret og bruges på operationsstuen og intensivafdelingen til at diagnosticere lungepatologi. Det har vist sig at være mere nøjagtigt end røntgen af ​​almindelig film thorax ved bestemmelse af pulmonal konsolidering såvel som anden lungepatologi. (13) LUS har også vist tæt sammenhæng i tidligere undersøgelser med lunge-CT-fund. I 2012 blev de første internationale evidensbaserede anbefalinger for point-of-care LUS offentliggjort. (16) Det er blevet en nyttig og meget brugt modalitet i klinisk praksis. (17-18)

Adskillige ultralydsundersøgelser baseret på undersøgelse af venstre nedre lap under transøsofageal ekkokardiografi har bekræftet gennemførligheden af ​​at vurdere lungerekruttering (19-20). En anden undersøgelse har vist, at opløsning af ventilator-associeret lungebetændelse med antimikrobiel terapi kan vurderes nøjagtigt af LUS: der blev fundet en tæt sammenhæng mellem en stigning i computertomografi (CT) lungeluftning efter 7-dages antibiotikaadministration og en ultralydsgenbeluftningsscore baseret på observerede ændringer i ultralydsmønstre (21). Derfor er det rimeligt at antage, at en ændring i lungeluftning som følge af enhver terapi (for eksempel ventilation under CPB) vil blive detekteret af tilsvarende ændringer i LUS-mønstre.