Vergleich der automatischen Sauerstoffkontrolle mit und ohne automatische Druckkontrolle bei beatmeten Frühgeborenen. (CLIO-VG)

Zusätzlicher Sauerstoff bleibt bei weitem das am häufigsten verwendete „Medikament“ auf Neugeborenen-Intensivstationen. Das Ziel der Sauerstofftherapie ist die Aufrechterhaltung einer normalen Sauerstoffversorgung bei gleichzeitiger Minimierung von Hyperoxämie und Hypoxämie. Frühgeborene sind besonders anfällig für Sauerstofftoxizität und oxidativen Stress, was zu Frühgeborenenretinopathie (ROP), bronchopulmonaler Dysplasie (BPD) und periventrikulärer Leukomalazie (PVL) führt[1]. Ebenso kann die Exposition gegenüber hypoxämischen Episoden zu einer erhöhten Sterblichkeit führen [2, 3]. Herkömmlicherweise wird die Sauerstoffsättigung (SpO2) durch manuelle Anpassung des eingeatmeten Sauerstoffanteils (FiO2) durch die Pflegekraft eingestellt. In der Praxis wird dies in der Routineversorgung jedoch nur teilweise erreicht[4]. Hagadorn et al. führten eine Studie in 14 Zentren durch und zeigten, dass Frühgeborene unter der 28. Schwangerschaftswoche, die Sauerstoff erhielten, im Durchschnitt nur 48 % der Zeit mit SpO2 innerhalb des vorgeschriebenen Zielbereichs verbrachten, etwa 36 % der Zeit darüber und 16 % der Zeit Zeit mit SpO2 unterhalb des Zielbereichs Zwischen den teilnehmenden Zentren gab es große und signifikante Unterschiede bei der Einhaltung des SpO2-Zielbereichs[5].

Frühgeborene haben aufgrund ihrer Ateminstabilität häufige SpO2-Schwankungen, die häufige Anpassungen von FiO2 erfordern [6]. Folglich verbringen diese besonders anfälligen Säuglinge viel Zeit mit SpO2 außerhalb des beabsichtigten Bereichs und sind oft extremen Hypoxämien und Hyperoxämien ausgesetzt. Zu diesem Zweck ist jetzt eine automatisierte Kontrolle des eingeatmeten Sauerstoffs mit einem Gerät (CLiO2™) möglich, das in das Avea®-Beatmungsgerät integriert ist. Die Sicherheit, Durchführbarkeit und Wirksamkeit dieses Geräts wurden bereits nachgewiesen [7-12]. Der Algorithmus des im Avea®-Beatmungsgerät integrierten Pulsoximeters wurde weiter verbessert, um eine bessere normative Verteilung um den mittleren SpO2-Wert herum zu erreichen[13]. Die automatisierte Kontrolle von FiO2 verbessert die Einhaltung des Sauerstoffsättigungsziels erheblich und reduziert die Exposition gegenüber Hypoxämie sowie Hyperoxämie erheblich [7-12, 14].

Ein weiterer Mechanismus der respiratorischen Instabilität und Hypoxämie ist eine starke Schwankung des Atemzugvolumens bei beatmeten Frühgeborenen. Volumengesteuerte Beatmungsmodi werden seit mehreren Jahren verwendet, um die an beatmete Säuglinge abgegebenen Tidalvolumina genauer zu steuern. Jain et al. zeigten eine Verkürzung der Dauer von hypoxämischen Ereignissen bei volumengesteuerter Beatmung im Vergleich zu druckkontrollierter Beatmung[15]. Avea-Beatmungsgeräte können verschiedene Arten der volumengesteuerten Beatmung liefern, darunter Volume Guarantee® (VG) und volumengesteuerte Beatmung (VCV). VCV zielt darauf ab, ein festgelegtes Gasvolumen unabhängig von der Lungencompliance abzugeben, während VG® eine servogesteuerte Rückkopplungsschleife verwendet, um den Inspirationsdruck automatisch anzupassen, um die Abgabe des Tidalvolumens zu steuern.

Derzeit liegen keine Daten darüber vor, ob die automatische Anpassung des eingeatmeten Sauerstoffs und des Tidalvolumens zusammen mit dem Kontrollalgorithmus zu weiteren Verbesserungen bei der Aufrechterhaltung des SpO2-Profils innerhalb des vorgeschriebenen Zielbereichs und, was noch wichtiger ist, zur Reduzierung von Episoden längerer Hypoxämie und Hyperoxämie bei beatmeten Frühgeborenen führt. Daher schlagen die Ermittler diese Studie vor.

Ziel dieser Studie ist es zu untersuchen, ob die automatische Steuerung des eingeatmeten Sauerstoffs und des Tidalvolumens zusammen zu weiteren Verbesserungen bei der Aufrechterhaltung des SpO2-Profils innerhalb des vorgeschriebenen Zielbereichs bei beatmeten Frühgeborenen führt.

Das Ziel besteht darin, die Wirksamkeit der automatischen Sauerstoffkontrollfunktion mit oder ohne VG®-Beatmungsmodus (automatische Steuerung des Beatmungsdrucks zur Abgabe des eingestellten Volumens) zu bewerten, um den Sauerstoffgehalt bei Beatmung im sicheren Zielbereich (90 bis 95 %) zu halten Frühgeborene, die eine Sauerstofftherapie benötigen.

Diese Studie wird nach Genehmigung durch das Local Research Ethics Committee und das Institutional Review Board auf einer tertiären Neugeborenen-Intensivstation des James Cook University Hospital, Middlesbrough, Vereinigtes Königreich, durchgeführt.

Diese Studie wird über 2 aufeinanderfolgende 12-Stunden-Perioden in zufällig zugewiesener Reihenfolge der automatischen FiO2-Kontrolle (CLiO2™) mit VG® und der automatischen FiO2-Kontrolle ohne VG® durchgeführt.

Das automatisierte FiO2-System CLiO2™ ist ein integraler Bestandteil des Avea®-Säuglingsbeatmungsgeräts (CareFusion, Yorba Linda, CA) und ermöglicht eine automatische FiO2-Anpassung mit dem Ziel, SpO2 innerhalb des zugewiesenen Zielbereichs mit dem Radical-Pulsoximeter für Neugeborene (Masimo, Irvine, CA) zu halten. Beim ersten Start übernimmt es den zuvor vom Arzt eingestellten FiO2-Wert als anfänglichen FiO2-Basiswert. Danach hängen die Änderungen des FiO2 und ihre Häufigkeit davon ab, ob SpO2 unter, über oder innerhalb des Zielbereichs liegt, der SpO2-Trend und alle Änderungen proportional zum FiO2-Basiswert sind. FiO2 wird schrittweise reduziert, wenn SpO2 den Zielbereich überschreitet. Die schrittweise Verringerung des FiO2 führt zu einer allmählichen Verringerung des FiO2. Wenn SpO2 unter den Zielbereich fällt, sind die Erhöhungen von FiO2 im Allgemeinen größer und häufiger. Diese sind proportional zur Differenz zwischen SpO2 und dem Zielbereich und dem abnehmenden oder ansteigenden Trend von SpO2. Die Veränderungen des FiO2 liegen im Allgemeinen zwischen 0,01 und 0,05. Ihre Frequenz erhöht sich, um eine schnellere Änderungsrate von FiO2 zu erreichen, und kann bis zu einer Frequenz pro Sekunde betragen. Der FiO2-Ausgangswert wird schrittweise an Änderungen des FiO2-Bedarfs des Säuglings angepasst, um SpO2 im Bereich zu halten. Die Standardeinstellungen des Pulsoximeters sind normale Empfindlichkeit, 8 Sekunden Mittelungszeit, 20 Sekunden Alarmverzögerung und eine enge Alarmgrenze von 90 % und 95 % SpO2. Die Masimo-Sonde für Neugeborene (LNOP Neo-L) wird wann immer möglich am rechten Handgelenk angebracht. Im Falle eines SpO2-Signalverlusts (Sättigungsaussetzer) passt der ausfallsichere Mechanismus das Backup-FiO2 in den vorangegangenen 15 Sekunden auf den Mittelwert oder auf die Grundlinie an, falls dieser höher ist.

Die volumengarantierte Beatmung (VG)® ist ein volumengesteuerter Beatmungsmodus, der darauf abzielt, das eingestellte Tidalvolumen an Gas durch automatische Anpassung des inspiratorischen Spitzendrucks (PIP) Atemzug für Atemzug zu liefern. Theoretisch sollte dies die Schwankungen in der Tidalvolumenabgabe minimieren, wenn sich die Lungencompliance und der Zustand des Säuglings ändern. Diese Funktion wird durch einen automatisierten servogesteuerten Mechanismus erreicht. Die obere PIP-Grenze kann vom Arzt als Sicherheitsmechanismus eingestellt werden. Es fehlen Daten zu VG®, aber es wird angenommen, dass es einen vergleichbaren Gasaustausch bei niedrigeren mittleren PIP-Werten erreicht [15].

Die volumenkontrollierte Beatmung (VCV) ist eine Art „volumengesteuerter“ Modus. Es zielt darauf ab, das gewünschte Tidalvolumen gezielt zu unterstützen, indem unabhängig von der zugrunde liegenden Lungenmechanik ein (vom Arzt gewähltes) festgelegtes Volumen abgegeben wird. Das Beatmungsgerät erzeugt den zur Abgabe dieses Volumens erforderlichen Spitzeninspirationsdruck. Es gibt ein konstantes Inspirationsflussmuster (eine rechteckige Flusswellenform) und Spitzenvolumen und Inspirationsdruckabgabe werden am Ende der Inspiration erreicht. Während der „Kontrollperiode“ von 12 Stunden ohne VG verwenden Säuglinge VCV A/C (unterstützte Kontrolle), wie es unser derzeitiger klinischer Standard ist.

Sowohl VG® als auch VCV können Säuglingen unter Verwendung der Beatmungsgeräte verabreicht werden, die derzeit in unserer Abteilung verwendet werden, den AVEA®-Beatmungsgeräten (Carefusion, Yorba Linda, CA). Alle Geräte und Ausrüstungen, die für Säuglinge in beiden Studienarmen verwendet werden, sind die gleichen wie die, die derzeit in unserer Abteilung verwendet werden. Sie werden in Übereinstimmung mit dem Carefusion AVEA® Beatmungssystem-Bedienerhandbuch, L2786, Revision M, Juli 2011, verwendet.

Mündliche und schriftliche Informationen (in Form des Teilnehmerinformationsblatts) über die Studie werden den Eltern zum frühestmöglichen Zeitpunkt nach der Intubation des Säuglings angeboten. Es wird nur angeboten, nachdem alle anderen Informationen über die medizinische Versorgung ihres Säuglings und den Fortschritt mit ihnen besprochen wurden und nur, wenn sie zu diesem Zeitpunkt Studieninformationen erhalten möchten. Die Zustimmung wird nicht eingeholt, bevor ein Kind geboren ist.

Nachdem das Kind intubiert und beatmet wurde, werden die Eltern nur dann um die Zustimmung zur Teilnahme gebeten, nachdem relevante Informationen über die medizinische Versorgung und den Fortschritt ihres Kindes besprochen wurden. Den Eltern werden schriftliche und mündliche Informationen über die Studie angeboten. Eltern, die der Teilnahme ihres Babys an der Studie zustimmen, werden gebeten, eine schriftliche Einverständniserklärung zu unterschreiben. Säuglinge werden nur nach Einholung der schriftlichen Zustimmung der Eltern randomisiert entweder in die Übergangsperioden der Volumengarantie® oder der volumenkontrollierten Beatmung eingeteilt.

Wenn die Beatmungsversorgung des Säuglings aus klinischen Gründen auf einen nicht-konventionellen Beatmungsmodus eskaliert wird, würde die Zeit bestimmt, die in dem 12-Stunden-Crossover verbracht wird. Wenn der Säugling mindestens 50 % der Zeit in einem Crossover verbracht hat, würde dies als akzeptabel angesehen und die Daten für die Analyse verwendet. Wenn der Säugling weniger als 50 % ausgegeben hat, werden die Eltern erneut angesprochen, um die Einwilligung für die Studie zu erneuern, wenn der Säugling für eine konventionelle Beatmung bereit ist.

Zu Beginn des Volume Guarantee®-Modus ist eine Einstellung von 5 ml/kg die anfängliche Starteinstellung, mit der Option, je nach klinischem Zustand auf 4 ml/kg zu verringern oder auf 6 ml/kg zu erhöhen. Dies ist die Standardpraxis bei Neugeborenen. Die Pflegezuweisung bleibt bei 1:1 (eine Pflegekraft betreut 1 Intensivpflegekind), wie es unsere übliche klinische Praxis während des Studienzeitraums ist. Der Ziel-SpO2-Bereich von 90 bis 95 % gilt für beide Studienzeiträume, wie es unsere derzeitige klinische Praxis ist. Alle elektiven / geplanten Eingriffe werden vor Beginn der Studie durchgeführt. Alle „routinemäßigen Patientenversorgungen und -verfahren“ wie Endotrachealtubusabsaugung, Brustphysiotherapie, Mundpflege, Positionswechsel, Kängurupflege, Einführen von Leitungen / Kanülen und Kathetern, Blutentnahmen werden während des Studienzeitraums aufgezeichnet. Alle Babys erhalten eine Aufsättigungsdosis Koffeincitrat (20 mg/kg intravenös), gefolgt von 5 mg/kg einmal täglich, wie es der Standardpraxis entspricht.

Statistische Analyse:

Die Intention-to-treat-Analyse gilt für beide 12-Stunden-Zeiträume. Die statistische Analyse besteht aus Vergleichen innerhalb des Patienten mit gepaarten t-Tests für normalverteilte Daten oder nichtparametrischen Wilcoxon-Vorzeichen-Rang-Tests. Der Shapiro-Wilk-Test auf Normalität wird verwendet. Die Ergebnisse werden als Mittelwert ± Standardabweichung (SD) oder Median und Interquartilbereich dargestellt. P-Werte von weniger als 0,05 werden als statistisch signifikant betrachtet. Zur Zusammenfassung der Fragebogenantworten werden deskriptive Statistiken verwendet. Stata® Datenanalyse und Statistiksoftware Version 11, Stata Corp LP Texas, USA wird für alle Statistiken verwendet.