Pilotundersøgelse af fysiologisk effekt af high-flow næsekanyle på åndedrætsmønster og vejrtrækningsarbejde

HFNC har vist sig at have mange fordele i behandlingen af ​​akut hypoxemiske patienter, hvilket forbedrer deres kliniske resultat. Den nøjagtige mekanisme bag denne gavnlige virkning er stadig ikke helt forstået. Få undersøgelser har analyseret effekten af ​​HFNC på respirationsmønster og vejrtrækningsarbejde. Størstedelen af ​​disse undersøgelser har fokuseret på virkningerne hos raske frivillige. Kun én undersøgelse fra Braunlich et al. undersøgte virkningerne af HFNC på patienter med KOL og interstitiel lungesygdom (ILD), hvilket viste, at high-flow nasal oxygen reducerer respirationshastigheden og øger tidalvolumenet hos disse patienter.

Hos voksne er et lavt flowområde fra 5 til 10 l/min sammenlignet med flow modtaget af standard iltapparater (næsekanyle eller ansigtsmaske). Patienter med underliggende lungesygdomme, som i vores undersøgelsespopulation, har et højere krav til inspiratorisk flow (fra 30 til 120 l/min under en episode med akut respirationssvigt) sammenlignet med raske forsøgspersoner.

Vi forventer at observere fysiologiske ændringer i vores resultater med de foreslåede Optiflow™-indstillinger med et minimalt terapeutisk flow på 30 l/min, mellem 45 l/min og den maksimale flowhastighed på 60 l/min. Der er en omfattende klinisk erfaring med at bruge høje flowhastigheder i disse områder, og de tolereres generelt meget godt. Som nævnt ovenfor genererer HFNC et Positivt End Expiratory Pressure (PEEP), der kan sammenlignes med CPAP-området på 4 - 8 cmH2O (det minimale og det maksimale PEEP genereret af HFNC'en).

Fremtidige undersøgelser, baseret på denne pilotundersøgelse, vil adskille sig fra tidligere på følgende måder:

1. Vi tester en anden teknologi. Optiflow leverer væsentligt højere flowhastigheder end i det tidligere Braunlich-studie13. I denne undersøgelse blev der brugt en enkelt flowhastighed på 24 l/min, mens vi undersøger en række flows, der strækker sig betydeligt højere (30 til 60 l/min). Vi er interesserede i at bestemme, hvordan virkningerne af højere strømningshastigheder sammenlignes med dem i det område, der blev brugt i Braunlich-undersøgelsen, men vi er ikke i stand til at sammenligne enhederne direkte, fordi sidstnævnte enhed ikke er tilgængelig i USA. Det er vigtigt at forstå, om der er nogen effektivitetsfordel ved at bruge de højere flowhastigheder, der er tilgængelige med Optiflow.

2. Fremtidige undersøgelser vil sigte mod at forstå mekanismer for virkningen af ​​high flow nasal oxygen.

   1. Er de effekter, som vi forventer at se, relateret til ændringer i inspiratorisk muskelanstrengelse som bestemt ved måling af transdiaphragmatic tryk og beregning af tryktidsproduktet af diafragma?
   2. Eller forbedrer skylningen af ​​dødt rum i nasopharynx den ventilatoriske effektivitet, så gasudvekslingen kan forblive stabil eller endda forbedres (som bestemt ved målinger af minutvolumen og transkutan PCO2 (PtcCO2)? Dette har betydning for brugen af ​​HFNC til behandling af patienter med KOL-eksacerbationer, som udvikler respiratorisk muskeltræthed.

1) Vores fokus vil være på KOL-patienter, for hvem brugen af ​​HFNC ikke er blevet undersøgt meget til dato. De fleste undersøgelser har fokuseret på patienter med hypoxæmisk respirationssvigt. Det er vigtigt at forstå, hvordan HFNC påvirker vejrtrækningsmønsteret og gasudvekslingen hos KOL-patienter, fordi tidligere rapporter tyder på, at for høje koncentrationer af oxygen administreret til KOL-patienter, der beholder CO2, faktisk kan forværre CO2-retentionen ved at sløve respiratorisk drift. Reduktionen i respirationsfrekvens og minutvolumen noteret af Braunlich et al. kunne repræsentere en sløvende effekt af O2 på drevet til at trække vejret og kunne fremme større CO2-retention. Ved at overvåge PCO2, noget Braunlich-undersøgelsen ikke gjorde, kan vi vurdere denne mulighed.

2) Vi ønsker at evaluere effekten af ​​CPAP på de samme vejrtrækningsindekser som med HFNC hos vores KOL-patienter. Vi planlægger at bruge CPAP-svaret som en "positiv kontrol", for at afgøre, om vores befolkning reagerer som beskrevet af CPAP-undersøgelser i litteraturen. Tidligere undersøgelser har vist, at hos patienter med svær KOL sænker brugen af ​​CPAP i det område, vi foreslår, det diafragmatiske arbejde med at trække vejret, og vi ønsker at afgøre, om vores befolkning viser en lignende effekt.

Således vil fremtidige undersøgelser, baseret på data opnået fra denne pilotundersøgelse, udvide Braunlich et al-studiet ved at evaluere virkningerne af højere strømningshastigheder ved hjælp af en anden teknologi, der er tilgængelig i USA, bestemme virkningerne på inspiratorisk muskelanstrengelse og overvåge gasudveksling, som er vigtigt fra både mekanistisk og sikkerhedsmæssigt perspektiv. Vi antager, at de højere flowhastigheder vil have en større afstumpende effekt på vejrtrækningsmønsteret end en lav flowhastighed, og at der vil være en forbedring i ventilatoreffektiviteten, der vil være forbundet med nedsat vejrtrækningsarbejde i mellemgulvet.