Vejrtrækningsarbejde under ikke-invasiv ventilation hos præmature nyfødte

Baggrund/Begrundelse:

Historisk har respiratorisk insufficiens og respirationssvigt været hyppige kilder til morbiditet og dødelighed hos præmature nyfødte. Intubation til invasiv mekanisk ventilation har været en livreddende terapi for mange af disse patienter, men er ikke uden risici. Disse risici omfatter lungekomplikationer såsom volutrauma, ekstrapulmonale luftlækagesyndromer og traumatisk skade på de store luftveje; ikke-pulmonale komplikationer såsom retinopati af præmaturitet; og langsigtede komplikationer såsom bronkopulmonal dysplasi [Miller, Badiee]. Bekymring over disse virkninger af langvarig mekanisk ventilation har ført til udviklingen af ​​ikke-invasive former for åndedrætsstøtte.

Non-invasiv ventilation (NIV) er en hyppigt anvendt modalitet til respiratorisk støtte til præmature nyfødte i forbindelse med respiratorisk insufficiens eller nylig fravænning fra invasiv ventilation. Synkroniseret NIV er effektiv til at reducere respiratorisk indsats sammenlignet med usynkroniseret NIV og nasal kontinuerligt positivt luftvejstryk (NCPAP) [Chang]. Synkronisering af NIV hos præmature nyfødte med patientens egen respiratoriske indsats er vanskelig på grund af de store luftlækager, svage inspiratoriske indsatser og høje respirationsfrekvenser, der er forbundet med denne population [Vignaux].

En ny metode til synkronisering, neuralt justeret respiratorisk assistent (NAVA) bruger elektroder på et funktionelt naso/orogastrisk rør (Edi-kateter) til at detektere membransammentrækninger og tidsindstille starten, varigheden og det maksimale inspiratoriske tryk for understøttende vejrtrækninger med den elektriske aktivitet af diaphragma (Edi) [Sinderby]. NAVA kan bruges med både invasive og non-invasive ventilationsmodaliteter, og der har været flere små undersøgelser, der har undersøgt invasiv NAVA hos børn og voksne [Stein, de la Olivia]. Færre studier har undersøgt NIV NAVA i disse populationer, og kun to kliniske forsøg har undersøgt NIV NAVA hos præmature nyfødte [Beck, Lee]. Beck og kolleger i Canada viste gennemførlighed og bevarelse af synkroni under NIV NAVA hos præmature nyfødte [Beck]. Lee og kolleger i Korea viste færre asynkrone hændelser, lavere udløsningsforsinkelse og lavere maksimale inspiratoriske tryk med NIV NAVA sammenlignet med ikke-invasiv trykstøttende ventilation hos præmature nyfødte [Lee]. Ingen af ​​undersøgelserne undersøgte work of breathing (WOB) hos præmature nyfødte ventileret med NIV NAVA.

Åndedrætsarbejde under assisteret ventilation er den del af drivtrykket for ventilation, som patientens åndedrætsmuskler bidrager med. Et forskerhold ved Arkansas Children's Hospital var i stand til at påvise, at NAVA opnår reduceret responstid, vejrtrækningsarbejde og asynkroni med neuralt udløste vejrtrækninger sammenlignet med pneumatisk udløste vejrtrækninger i en dyremodel [Heulitt]. Dette hold var også i stand til at vise lignende resultater i en klinisk undersøgelse af intuberede pædiatriske patienter med bronchiolitis [Clement]. En nyligt afsluttet undersøgelse på denne institution undersøgte vejrtrækningsarbejdet hos neonatale grise, der sammenlignede NIV NAVA med den usynkroniserede nasale intermitterende positive tryk (NIPPV)-tilstand, der i øjeblikket anvendes på dette hospital. Ved at bruge tryk-tidsproduktet (PTP) som et mål for WOB var denne undersøgelse i stand til at vise, at WOB var lavere med NAVA. PTP kan ikke bruges pålideligt til spædbørn på NIV, fordi næsebenets grænseflade tillader store luftlækager ved næse og mund, som forstyrrer nøjagtige målinger.

Thoracoabdominal asynkroni (TAA) er en vigtig korrelat mellem WOB og øget respiratorisk belastning hos præmature spædbørn og kan måles uden invasiv overvågning. TAA kan måles ved hjælp af en respiratorisk induktans plethysmografi (RIP) bånd omkring patientens bryst og mave for at kvantificere brystvæggen og abdominal bevægelse. Graden af ​​asynkroni mellem de to rum afspejles i fasevinklen (θ), som kan beregnes ud fra RIP-båndmålingerne.

Denne undersøgelse vil undersøge estimeret WOB i en population af præmature nyfødte med respiratorisk insufficiens, som i øjeblikket modtager non-invasiv støtte. Spædbørn vil tjene som deres egne kontroller og vil blive undersøgt på NIV NAVA og NIPPV. Rækkefølgen af ​​opgaven vil blive randomiseret. Forskere vil bruge RIP-bånd til at måle thorax- og abdominalbevægelse og derefter beregne fasevinklen (θ) som et estimat af WOB. Undersøgelsespersonale vil måle andre respiratoriske parametre, der korrelerer med ventilation og gasudveksling, herunder følgende: tidalvolumen (vilkårlige enheder, AU), minutventilation (AU/min), respirationsfrekvens, transkutan oxygen og kuldioxid, oxygenmætning og FiO2-behov, peak inspiratorisk tryk, og leveret endeekspiratorisk tryk. Efterforskere vil også evaluere målinger af vejrtrækningsasynkron for at inkludere triggerforsinkelse (tid mellem den første stigning i Edi-signal og initiering af leveret ventilatorflow) og asynkroniindeks (antal asynkrone hændelser divideret med samlede hændelser i procent).

Undersøgelsesdesign/procedurer/befolkning:

Femten for tidligt fødte nyfødte på mellem 1-2 kg nuværende vægt, med gestationsalder ved fødslen mellem 24-34 uger, og som modtager non-invasiv ventilation, vil blive optaget i undersøgelsen. Inklusionskriterier vil være som følger: respiratorisk insufficiens, der i øjeblikket kræver non-invasiv ventilation (enten NIPPV eller NAVA), nuværende FiO2-krav mindre end 0,40 og klinisk stabilitet. Eksklusionskriterier vil være som følger: ionotrop støtte, klinisk ustabilitet (temperaturustabilitet, hjertesvigt, blødning, aktiv infektion, signifikant apnø eller bradykardi), kendte større medfødte anomalier (medfødt hjertesygdom, bugvægsdefekter, mave-tarmkanaldefekter, ganespalte, eller neurologiske defekter), kendt cystisk fibrose, brug af nitrogenoxid og cyanotisk medfødt hjertesygdom.

I begyndelsen af ​​undersøgelsen vil RIP-bånd blive placeret rundt om spædbarnets bryst og mave. Et Edi-kateter vil blive placeret, og det nuværende gastriske kateter kan eventuelt fjernes. Spædbørn vil blive ventileret med Servo i-ventilatoren udstyret med NIV NAVA-software {Maquet, Solna, Sverige}. Data vil løbende og samtidigt blive indsamlet ved hjælp af MP100 Biopac dataopsamlingssystemet. De indsamlede data vil være som følger: hjertefrekvens, iltmætning, transkutan CO2 og O2, PIP, PEEP, ribbensbur og abdominale RIP-signaler, summeret tidalvolumen og Edi. Spædbørn vil modtage 15 minutters forsøg med NIV NAVA og NIPPV i tilfældig rækkefølge, hvor de første 10 minutter efter ændring betragtes som en udvaskningsperiode og de sidste 5 minutter brugt til dataindsamling. Dataene optaget fra de to RIP-bånd vil blive brugt til at beregne fasevinklen (θ) som et estimat af WOB.

Risici og fordele:

Spædbørn har ofte gagging og kan have opkastning, når en mavesonde, såsom NAVA-kateteret, fjernes eller udskiftes. Sjældent kunne patienter få en mavesonde ind i et sted ved siden af ​​maven eller spiralen i spiserøret. Forskere bør være i stand til at opdage, om dette sker ved hjælp af placeringsskærmen på ventilatoren, fordi NAVA-kateteret har elektroder på, som registrerer den elektriske aktivitet af hjertet og mellemgulvet, som kan bruges til at bestemme placeringen.

Hos spædbørn med ekstremt lav fødselsvægt kan transkutane monitorer (TCOM'er) forårsage forbrænding af huden. Disse virkninger ses ikke hos større babyer som dem, der er inkluderet i denne undersøgelse.

Der er en lille risiko for tab af fortrolighed forbundet med al forskning. Efterforskere vil gøre alt for at beskytte deltagernes fortrolighed.

Der kan være eller ikke være direkte medicinsk fordel for de spædbørn, der er involveret i denne undersøgelse. Spædbørnene vil have kontinuerlig overvågning af kuldioxid og ilt under undersøgelsen, og hvis en patient har problemer, vil undersøgelsespersonalet være i stand til at opdage og reagere hurtigt på dette. Hvis en patient viser forbedring, mens han bruger NAVA, kan efterforskere muligvis foreslå behandlingsteamet, at denne tilstand fortsættes. Hvis brugen af ​​NAVA forbedrer arbejdet med at trække vejret hos babyer, så håber forskerne, at informationen fra denne undersøgelse vil gavne andre spædbørn, der har brug for åndedrætsstøtte i fremtiden.

Datahåndtering/Registrering:

Den primære investigator vil omhyggeligt overvåge undersøgelsesprocedurer for at beskytte forsøgspersoners sikkerhed, kvaliteten af ​​dataene og undersøgelsens integritet. Hver patient vil blive tildelt en unik identifikationskode eller -nummer. Nøglen til koden vil blive opbevaret i en låst fil på hovedefterforskerens kontor. Kun den primære investigator og co-investigators vil have adgang til den kode og information, der identificerer emnet i undersøgelsen.

Dataanalyse:

Den primære hypotese er, at fasevinklen (θ) ved brug af respiratorisk induktans plethysmografi vil blive reduceret med brugen af ​​NAVA sammenlignet med NIPPV i vores undersøgelsesprøve.

De indsamlede data vil blive kontrolleret for outliers og ekstreme værdier, samt fordelingsantagelser af de parametriske statistiske tests. Gentagne målinger ANOVA vil blive brugt til at sammenligne de primære og sekundære udfald under de to ventilationsmetoder, når sådanne forudsætninger er opfyldt. Når der opstår væsentlige afvigelser fra antagelser, vil ikke-parametriske alternativer blive brugt. Statistiske analyser vil blive udført ved hjælp af Stata (College Station, TX) statistisk software.

Prøvestørrelse, effektberegning:

Efterforskere planlægger at rekruttere 15-20 nyfødte, som er 24-34 ugers svangerskabsforsøg med respiratorisk insufficiens. Baseret på resultaterne i dyremodellen forventes en reduktion på 30 % i det primære resultat. Da den gennemsnitlige fasevinkel viste sig at være variabel blandt præmature spædbørn (varierede fra 2,8-162,9), der er flere scenarier for prøvestørrelsen og effektberegningen præsenteret til analyse [Ulm]. En prøvestørrelse på 15 nyfødte opnår 82 % kraft til at detektere en 30 % ændring i det primære resultat med en estimeret standardafvigelse af forskelle på henholdsvis 18,8, 37,5 eller 56,3 for en gennemsnitlig fasevinkel på 50, 100 og 150 grader med brug af NIPPV. Alle beregninger antager et signifikansniveau på 0,05 ved hjælp af en tosidet parret t-test.

Etiske overvejelser:

Denne undersøgelse vil blive udført i overensstemmelse med alle gældende regeringsbestemmelser og University of Arkansas for Medical Sciences (UAMS) forskningspolitikker og -procedurer. Denne protokol og eventuelle ændringer vil blive indsendt og godkendt af UAMS Institutional Review Board (IRB). Det formelle samtykke fra hvert forsøgsperson, ved hjælp af den IRB-godkendte samtykkeformular, vil blive indhentet, før det pågældende emne indsendes til en undersøgelsesprocedure. Alle forsøgspersoner til denne undersøgelse vil modtage en samtykkeerklæring, der beskriver denne undersøgelse og giver tilstrækkelig information på et sprog, der er egnet til, at forsøgspersoner kan træffe en informeret beslutning om deres deltagelse i denne undersøgelse. Den person, der opnår samtykke, vil grundigt forklare hvert element i dokumentet og skitsere risici og fordele, alternative behandling(er) og krav til undersøgelsen. Samtykkesprocessen vil foregå i et stille og privat rum eller via telefon, og forsøgspersoner kan tage så lang tid som nødvendigt for at træffe en beslutning om deres deltagelse. Telefonsamtykke vil blive indhentet med et vidne, og samtykke vil blive faxet til forældre(r). Der indhentes kun telefonsamtykke i tilfælde af, at forældrene ikke kan være til stede.

Privatlivets fred vil blive opretholdt, og spørgsmål vedrørende deltagelse vil blive besvaret. Der vil ikke blive anvendt tvang eller unødig påvirkning i samtykkeprocessen. Samtykkeformularen skal underskrives af forsøgspersonen, forælderen og den person, der indhenter samtykket. En kopi af det underskrevne samtykke vil blive givet til deltageren, og processen med informeret samtykke vil blive dokumenteret i hvert forsøgspersons forskningsjournal.

Formidling af data:

Resultaterne af denne undersøgelse kan bruges til præsentationer, plakater eller publikationer. Publikationerne vil ikke indeholde nogen identificerbar information, der kan knyttes til en deltager.