Trans Thoracic Manipulation af Ventilation/Perfusion: V/Q-systemet

Siden det alvorlige akutte respiratoriske syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) dukkede op i slutningen af ​​2019, har overførslen været hurtig og særligt dødelig. Dødsfald skyldes oftest ARDS, som er blevet citeret for at forekomme hos op til 42 % af patienterne. Den hurtige dødelighed af COVID-19 har understreget begrænsningerne af aktuelt tilgængelige behandlinger på intensivafdelingen. Traditionel mekanisk ventilatorstøtte, brugen af ​​inhalerede og systemiske pulmonale vasodilatatoriske lægemidler, invasiv overvågning, proning og ekstrakorporal membraniltning (ECMO) for at nævne nogle få, er alle glubske forbrugere af ressourcer og har kulmineret i mindst 27 milliarder dollars udgifter om året i USA alene præ-virus. Denne skattemæssige byrde er blevet langt overskredet i den nuværende pandemi. Med antallet af patienter, der vokser eksponentielt, bliver hospitalsressourcer hurtigt overgået med ICU's overfyldte, som forværres af en national mangel på mekaniske ventilatorer. Der kræves nye teknikker til både at behandle patienter og identificere respondere, hvis medicinske ressourcer skal optimeres.

Traditionelt kommer patienter til intensivafdelingen og intuberes, når en tærskel for åndedrætsbesvær og svigt er nået. Forskellige manøvrer igangsættes for at optimere iltoptagelsen i lungerne for at forhindre indtræden af ​​organsvigt og død. På nuværende tidspunkt er der ingen effektive broteknologier, der giver indgreb mellem intubation til disse dyre og mere komplekse teknikker, som næsten udelukkende henhører under mere teknologisk dygtige tertiære akademiske centre. Klinisk praksis er ofte empirisk og drevet af trial and error i denne nye sygdom, hovedsageligt fordi der i øjeblikket ikke er nogen kliniske tests til at give klinikere en klar indikation af, hvilke og hvorvidt patienter vil reagere på disse mere omkostningskrævende vanskelige procedurer. Dette skyldes til dels den underliggende patofysiologi af ARDS, hvor der er en yderligere "afkobling" mellem blodgennemstrømning (og dermed optagelse af ilt) og sunde lungeenheder, som tillader overførsel og absorption af ilt på grund af skaden på alveolerne. Dette fænomen skifter fysiologisk Ventilation/Perfusion mismatch (V/Q mismatch) til en patologisk tilstand. Da dette fænomen forværres af sygt væv, er det diffust, men ikke ensartet, og respons på terapi er vanskelig at bestemme baseret på nuværende modaliteter. Derfor er mange terapier derfor iværksat ved at prøve og fejle. Bestemmelse af passende kandidater til avancerede terapeutiske teknikker er kritisk vigtig, da de ikke er uden risiko og ressourceforbrug. Patienter, der er dybt hypoksiske og ikke svigter traditionel støtte i liggende stilling, "vendes" om på deres mave for at indtage den liggende stilling, en teknik kendt som proning. Dette kræver et team på mindst 6 sygeplejersker, åndedrætsterapeuter og læger, som forsøger at sikre, at der ikke er uønskede hændelser. Sådanne komplikationer bidrager til sygeligheden og den potentielle dødelighed af manøvren og omfatter utilsigtet ekstubation (forskydning af endotrakealrøret ud af luftrøret), frakobling fra ventilatoren, forbigående forværret hypoxi, hæmodynamisk ustabilitet, forskydning af centrale og perifere venekatetre for at nævne en få. Dette forstærkes yderligere af behovet for større sedation, som i sig selv er forbundet med hæmodynamisk ustabilitet, aspiration, ændret bevidsthedstilstand og en stigning i overvågningsskarphed, hvilket gør det meget mere arbejdskrævende og dyrt.

Forskerne foreslår udvikling af et ventilations-/perfusionssystem (V/Q System), en pneumatisk drevet enhed, som kan forbedre iltningen ved at justere trans-thorax trykgradienter. Dette er et nyt felt inden for lungefysiologi, som kun lige er ved at blive udforsket. Konceptet med ikke-invasiv manipulation af lungemekanik og ventilation/perfusionsmismatch er dybt virkningsfuldt, da det potentielt introducerer en forholdsvis sikker teknik til at løse en ellers fatal svigt af lungefunktionen. V/Q-systemet repræsenterer en indsats for at optimere lungefunktionen uden risiko for at patienten bøjer sig. Hvis det lykkes, har forbedret iltning forbundet med enheden flere kliniske og økonomiske konsekvenser. Indledningsvis kan enheden undgå behovet for dyrere, tidskrævende og potentielt sygelige procedurer. Fremtidig forskning kan omfatte at undersøge, om enheden kan bruges til at identificere både "respondere" og "ikke-respondere" på avancerede terapeutiske teknikker og kan hjælpe med at eliminere "trial and error"-tilgangen til at håndtere komplekse ARDS-patienter.

Studieprocedurerne vil tage op til 5 timer at gennemføre for hver tilmeldt deltager. I løbet af denne tid vil deltageren blive bedøvet i henhold til standard ICU-protokol. Hver undersøgelsesdeltager vil have op til 4 timers intervention med undersøgelsens V/Q System, efterfulgt af 1 times observation efter intervention.