Titrering af PEEP under mekanisk ventilation hos patienter med ARDS ved hjælp af elektrisk impedanstomografi.

I øjeblikket kredser klinisk praksis vedrørende positiv endeudåndingstryk (PEEP) strategier for akut respiratorisk distress syndrom (ARDS) omkring to PEEP/FIO2 algoritmer udviklet NHLBI forsknings ARDSnet program. Disse to algoritmer er kendt som "Høj" PEEP/lavere FIO2- og "Lav" PEEP/højere FIO2-protokoller. Høj PEEP/lavere FIO2-protokollen ses som aggressiv eller det højeste PEEP-niveau, en kliniker ønsker at indstille, mens den lave PEEP/højere FIO2 ses som det laveste PEEP-niveau, en kliniker ville sætte. Mens mange undersøgelser har vist sikkerhed og effektivitet af en PEEP-indstilling baseret på en påkrævet fraktion af indåndet ilt (FIO2) for at opretholde tilstrækkelig iltning, er der dog lige resultater mellem de to strategier. Der er voksende evidens for, at Low PEEP/Højere FIO2-protokollen efterlader store andele af lungen fratrukket, og High PEEP/FIO2-protokollen kan skabe overdistens i de kompatible sektioner af lungen, der stort set er fri for sygdom, da den bruger en enkelt gasudveksling ( oxygenation) parameter for at bestemme PEEP-indstillinger.

Specifikt mål 1: At demonstrere sikkerheden ved en EIT-styret PEEP-titreringsstrategi. (Hypotese: EIT-styret titrering af PEEP vil forbedre ventilation og iltning uden at øge forekomsten af ​​barotraume eller hæmodynamisk kompromis.)

Specifikt mål 2: At demonstrere effektiviteten af ​​en PEEP-titreringsstrategi til at øge distributionen af ​​ventilation og forbedre iltningen hos børn med ARDS ved at anvende en EIT-styret protokol inden for to plejestandarder. (Hypotese: EIT-styret titrering af PEEP vil føre til en mere homogen fordeling af ventilation, forbedret lungecompliance og forbedret ventilation og iltning.) Baggrund og betydning Lungeenheder, der deltager i gasudveksling, er kendt som 'rekrutteret' lunge. Patienter med lungeskade lider af en andel af lungeenheder, som ikke deltager i gasudveksling (dvs. den derekruterede tilstand), hvilket til tider resulterer i svækket gasudveksling. Derekruttering af alveoler kan også forårsage intrapulmonal shunting og forværre lungeskade gennem atelektotrauma. Resultaterne i ARDS er forbedret betydeligt, siden klinikere er begyndt at anvende lungebeskyttelsesstrategier, herunder lavtidalvolumenventilation og permissiv hyperkapnø. Det er dog blevet anerkendt, at ventilation med lavt tidevandsvolumen reducerer rekrutteret lungevolumen, et fænomen, der fortsætter på trods af den aggressive positive ende-eksspiratoriske tryk (PEEP) strategi anvendt i ARDSNet undersøgelser. Atelektase i forbindelse med lav-tidal volumenventilation afhjælpes ved brug af såkaldte suk-åndinger, højere niveauer af PEEP eller rekrutteringsmanøvrer. Yderligere kan andelen af ​​lunger, der forbliver i den derekrutterede tilstand, bidrage til morbiditeten og dødeligheden forbundet med ARDS. Hos voksne er flere strategier blevet brugt til at rekruttere lungen: vedvarende inflation (SI) og den maksimale rekrutteringsstrategi. Den såkaldte åbne lungetilgang (OLA) inkluderer en SI efterfulgt af indstillingen af ​​PEEP til det målte nedre bøjningspunkt for PV-kurven. En alternativ tilgang til indstilling af PEEP er en dekrementel PEEP-titrering, som inkluderer den sekventielle sænkning af PEEP, indtil der forekommer en forudbestemt reduktion i PaO2 eller SaO2.

Virkningen af ​​lungerekruttering i det langsigtede forløb af ARDS er endnu ikke klarlagt. Det er klart, at lungerekruttering er mest effektiv tidligere i løbet af ARDS. Grasso et al påviste, at patienter, der modtog en rekrutteringsmanøvre på dag 1±0,3 af ARDS, kunne rekrutteres, versus patienter rekrutteret på dag 7±1. Tilsvarende fandt Gattinoni et al7 og Crotti et al begrænset rekruttering hos patienter, der var godt på vej i løbet af ARDS. Borges et al, Tugrul et al, og Girgis et al rekrutterede alle patienter tidligt i forløbet af ARDS, og hver fandt markant lungerekruttering i gennemsnit hos alle de undersøgte patienter. Hver af disse undersøgte demonstrerede en evne til at forbedre iltmætninger og (nogle gange undersøgt) endeekspiratorisk lungevolumen. Selvom ingen undersøgelse har undersøgt effekten af ​​denne ændring på morbiditet eller dødelighed, er hypoxæmi kendt for at være en almindelig årsag til sygelighed hos børn. Det er vigtigt hos børn, at behandling af hypoxi ofte driver eskalerende ventilatorindstillinger, brugen af ​​højfrekvent oscillerende ventilation (HFOV) eller brugen af ​​ekstrakorporal membraniltning (ECMO). Tidlig rekruttering og korrekt titrering af PEEP hos børn med ARDS kan forhindre behovet for eskalering af pleje mod disse mere invasive og risikofyldte behandlinger.

Elektrisk impedanstomografi (EIT) Barber og Brown introducerede elektrisk impedanstomografi til det medicinske samfund i begyndelsen af ​​1980'erne. Derfra er et bredt spektrum af anvendelser inden for medicin lige fra mavetømning, hjernefunktion, brystbilleddannelse til lungefunktion blevet undersøgt. Det er vores overbevisning, at den mest værdifulde fordel ved EIT er overvågning af regional lungefunktion hos kritisk syge patienter. Tidlige EIT-enheder blev modtagelige for dårlig følsomhed og signalinterferens i de kliniske omgivelser. Efter årevis og en fornyet interesse fra et par kommercielle virksomheder, der er interesserede i ventilationsteknologi, er mange af disse mangler blevet løst. Som med enhver ny modalitet skal EIT og dets kliniske anvendelighed og anvendelse udforskes metodisk; derfor foreslår vi denne IRB-protokol for at tage os et skridt nærmere på denne rejse for at udvikle et klinisk brugbart værktøj.

Elektrisk impedanstomografi udnytter ændringer i elektrisk impendens mellem luftfyldte versus væv eller væskefyldte rum for at karakterisere og kvantificere regional fordeling af lungevolumen ved sengekanten. Denne teknologi er blevet valideret i dyre- og menneskestudier. Teknologien anvender en serie på 16 elektroder placeret på tværs af patientens bryst. Da små strømme, som er uopdagelige for individet, føres mellem elektroderne, måles impedansen mellem og mellem serierne. Gennem en kompleks undersøgelse og manipulation af disse impedansværdier dannes et todimensionelt billede, og det har vist sig at korrelere med kliniske og radiografiske ændringer hos patienter. Evnen til at estimere lungevolumen og regional distribution af gas non-invasivt og i realtid kan give os indsigt i, hvilken ventilationsmåde eller indstilling der er mere effektiv til at optimere overtryksventilation.