Ekspiratorisk flowbegrænsning og mekanisk ventilation under kardiopulmonal bypass i hjertekirurgi

Introduktion Under generel anæstesi blev der observeret en reduktion af den funktionelle restkapacitet (FRC). Reduktionen af ​​FRC kan betyde, at luftvejssystemets lukkekapacitet (CC) overstiger FRC og fører til et fænomen kaldet ekspiratorisk flowbegrænsning (EFL). Flere faktorer bidrager til EFL-fænomenet under generel anæstesi, herunder anæstesi-induktion af sig selv. Høje iltkoncentrationer, muskellammelse, liggende position, øget ekstravaskulært vand på grund af perioperativ væsketerapi og inflammatorisk respons spiller også en rolle i dette billede.

Desuden var kardiopulmonal bypass (CPB) med aortakrydsklemning, som er nødvendig for de fleste procedurer inden for hjertekirurgi, forbundet med direkte lungeskade. Pulmonal atelektase, apnø og iskæmi under CPB og aktivering af proteolytiske enzymer i lungekredsløbet påvirker forekomsten af ​​postoperativ pulmonal dysfunktion efter hjertekirurgi.

Positive End-Expiratory Pressure (PEEP) test er en valideret metode til at evaluere tilstedeværelsen af ​​EFL under anæstesi. PEEP-test er et gennemførligt og fuldstændig sikkert mål for reduktion af FRC hos mekanisk ventilerede patienter.

Formålet med undersøgelsen vil være at vurdere, om mekanisk ventilation under CPB i hjertekirurgi kan reducere forekomsten af ​​EFL i post-CPB perioden.

Primært endepunkt Det primære endepunkt vil være et sammensat endepunkt for forekomsten af ​​ekspiratorisk flowbegrænsning efter fravænning fra CPB og postoperative pulmonale komplikationer.

Sekundære slutpunkter

Sekundære slutpunkter vil omfatte:

• Genindlæggelse på intensivafdelingen;
• Behov for re-intubation;
• Behov for ikke-invasiv ventilation;
• Varighed af mekanisk ventilation;
• Postoperative infektioner;
• Større uønskede hjertehændelser;
• Længden af ​​intensivafdelingen og hospitalsophold;
• 30 dage og 1 års dødelighed.

Materialer og metoder Dette vil være et enkelt-center enkelt-blindt parallelgruppe randomiseret kontrolleret forsøg. Patienter vil blive tilfældigt tildelt fire parallelle arme med et allokeringsforhold på 1:1:1:1 for at modtage en af ​​fire mekaniske ventilationsstrategier under CPB. Patienter, der vil matche følgende kriterier ved den præoperative evaluering, vil blive rekrutteret.

Randomisering og maskering Patienten vil blive randomiseret i henhold til en computergenereret liste over tilfældige numre. Oplysninger om patienttildeling vil blive opbevaret i lukkede uigennemsigtige kuverter, og ingen vil kende patienttildeling før randomisering. Patienterne vil være blinde for tildeling.

Ventilationsprotokol

Hver patient vil blive randomiseret både om ventilationsstyringen før og efter CPB og om håndteringen under CPB: et 2 x 2 forsøgsdesign. Patienter vil tilfældigt blive inddelt i fire grupper:

Gruppe A: patienter vil blive ventileret med Positivt End-Expiratory Pressure (PEEP) før og efter cadiopulmonal bypass (CPB); under CPB vil Continuous Positive Airway Pressure (CPAP) blive vedtaget.

Gruppe B: patienter vil blive ventileret uden PEEP (ZEEP) før og efter CPB; under CPB vil CPAP blive vedtaget.

Gruppe C: patienter vil blive ventileret med PEEP før og efter CPB; under CPB vil der ikke blive vedtaget Mekanisk Ventilation (Ingen MV).

Gruppe D: patienter vil blive ventileret uden PEEP (ZEEP) før og efter CPB; under CPB vil der ikke blive vedtaget MV.

Patienterne vil blive randomiseret umiddelbart før operationen til enten at modtage en PEEP svarende til den bedste PEEP, vurderet med en PEEP-test, umiddelbart efter induktion af anæstesi eller lig med nul. Alle patienter vil desuden blive randomiseret til at modtage enten en CPAP svarende til den bedste PEEP eller en nul PEEP-strategi (med frakobling fra anæstesikredsløbet) under CPB. De to randomiseringer vil være uafhængige af hinanden.

Under CPB vil vores mål være at opretholde PaO2 mellem 200 og 250 mmHg for at undgå hyperoksi-induceret lungeskade; desuden vil hæmatokritværdien blive holdt over 24%.

Under fravænning fra CPB vil vi udføre en enkelt alveolær RM. Denne RM vil blive udført manuelt af anæstesilægen med en gasblanding af ilt og luft (med en indåndet iltfraktion lavere end 80%) ved slutningen af ​​proceduren. Efter CPB vil denne rekrutteringsmanøvre blive udført manuelt i overensstemmelse med den kirurgiske afluftningsprocedure. Luftvejstrykket holdes på 40 cmH2O i mindst 10 sekunder.

Lungemekanisk bestemmelse

Kvasi-statisk compliance af åndedrætssystemet (Cqst,rs) vil blive beregnet som:

Tidalvolumen / (end inspiratorisk plateautryk - PEEPtot (ml/cmH2O) hvor PEEPtot er slutekspiratorisk tryk ved periode uden flow. Målingen vil blive udført med en inspiratorisk pause på 60 %.

Luftvejsmodstand (Rmin,rs) vil blive beregnet som:

(Ppeak - P1) / V' hvor Ppeak er det maksimale inspiratoriske tryk, P1 er luftvejstrykket ved punktet med nul flow, og V' er inspiratorisk flow. Målingen vil blive udført med en inspiratorisk pause på 60 %.

Lungemekanikken vil blive bestemt umiddelbart efter hver PEEP-testudførelse.

Beregning af dødt rum

Dødrumsfraktionsberegning vil blive udført med Enghoff-modifikationen af ​​Bohr-ligningen:

Vd/Vt = (PaCO2-PECO2)/PaCO2

Hvor:

• Vd er det døde rum
• Vt tidalvolumen
• PECO2 er trykket af gennemsnitlig udløbet CO2

Beregning af shuntfraktion

Shuntfraktion vil blive bestemt før operation og efter operation på operationsstuen under generel anæstesi, før patienten udskrives fra operationsstuen. Shuntfraktion vil blive vurderet som følger hos alle patienter:

Qs/Qt = (PAO2 - PaO2)*0,0031 / C(a-v blandet)O2 + [(PAO2 - PaO2)*0,0031]

Hvor:

• PAO2 er oxygenalveolær koncentration;
• PaO2 er oxygen arteriel koncentration;
• C(a-v blandet)O2 er arterovenøs forskel i oxygenkoncentration;
• 0,0031 er en omregningsfaktor til volumenprocent for O2.

Måling vil blive udført, mens du trækker vejret med 100 % ilt i 20 minutter for at opnå en fuldstændig hæmoglobinmætning.

Hvis et lungearteriekateter (PAC) vil blive anbragt, vil shuntfraktion ifølge kliniske indikationer blive beregnet ud fra følgende formel:

Qs/Qt = CcO2-CaO2 / CcO2-Cv(blandet)O2 * 100

Hvor:

• CcO2 er pulmonært kapillært blod O2-indhold, estimeret med følgende ligning: CcO2 = (Hb * 1,34) + (0,0031 * PAO2);

• CaO2 er arterielt oxygenindhold;
• Cv(blandet)O2 er iltindholdet i blodprøver fra lungearterien;
• PAO2 er alveolært iltpartialtryk. Blodprøver vil blive indsamlet fra arteriekateter og pulmonalarteriekateter under en FiO2 på 100 % i samme øjeblik.

Desuden vil der blive udført blodgasanalyser (BGA) på arterielt blod:

• efter induktion af anæstesi;
• efter sternotomi, sammen med heparinisering;
• før sternosyntese, sammen med protaminadministration;
• før udskrivelse fra operationsstuen.

Prøvestørrelsesberegning Prøvestørrelsesberegning var baseret på en 2-sidet α-fejl på 0,05 og en 80 % effekt (β). På baggrund af vores erfaring forventer vi, at de 50 % af patienterne med ventilationsstop under CPB og ingen PEEP før og efter CPB vil nå det sammensatte endepunkt for EFL efter CPB og respiratoriske komplikationer efter 5 dage, mens kun de 30 % af patienterne behandlet med en optimal. En stikprøvestørrelse på 93 patienter pr. gruppe, 186 i alt, vil være nødvendige for at fuldføre forsøget. Inklusive en frafaldsandel på 10 % vil vi indskrive 51 patienter pr. gruppe, 204 i alt.

Dataindsamling og analyse Data vil blive indsamlet på den relevante Case Report Form (CRF). Der vil især blive indsamlet anamnestiske oplysninger, data om kirurgi og postoperative kliniske data, især respiratoriske parametre. Data vil blive analyseret med en professionel statistisk software. Dikotome variabler vil blive sammenlignet med den to-halede Chi-kvadrat-test ved at bruge Yates-korrektionen, når det er relevant. Kontinuerlige variabler vil blive sammenlignet ved variansanalyse eller den ikke-parametriske Kruskal-Wallis test, når det er relevant.

Informeret samtykke og forsøgsgennemførelse Hver patient skal give informeret samtykke. Alle dele af dette forsøg vil blive udført i henhold til Good Clinical Practice (GCP)-erklæringen samt italiensk og international lov om klinisk forskning.